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TIM-/TOM-Komplex
TIM-/TOM-Komplexe sind Multiproteinkomplexe in der mitochondrialen Doppelmembran und zählen zu den Translokasen. Sie sind dafür zuständig, dass Proteine, …
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Aufgabe und Aufbau
TIM-/TOM-Komplexe sind Multiproteinkomplexe in der mitochondrialen Doppelmembran und gehören zu den Translokasen. Sie ermöglichen den Import von Proteinen, die im Cytosol synthetisiert und von der nuklearen DNA kodiert werden, in die Mitochondrien. Von der mitochondrialen DNA werden nur 13 Proteine kodiert; die übrigen mitochondrialen Proteine stammen aus der nuklearen DNA.
Der TOM-Komplex (Translocase of the Outer Membrane) liegt in der äußeren Mitochondrienmembran, der TIM-Komplex (Translocase of the Inner Membrane) in der inneren. Die zu importierenden Proteine werden durch eine Präsequenz oder ein internes Signal erkannt. Der TOM-Komplex bildet dabei den gemeinsamen ersten Durchgang für alle Proteine, die in das Mitochondrium gelangen sollen.
TOM-Komplex als Eingangsschleuse
Durch den TOM-Komplex werden Matrixproteine, Proteine des Intermembranraums und Membranproteine transportiert. Die zentrale Domäne ist die GIP (Generelle Import Pore). Sie führt die ungefalteten Proteine durch die äußere Membran.
Am Erkennen und Weiterleiten der Proteine sind mehrere Bestandteile beteiligt: TOM70 spielt beim Import von Proteinen mit internen Signalen eine Rolle, TOM20 beim Import von Proteinen mit Präsequenz. TOM40 und TOM22 wirken als Rezeptoren beim Transport. Nach dem Durchtritt durch den TOM-Komplex teilen sich die Transportwege abhängig von der jeweiligen Proteinart auf.
TIM23- und TIM22-Komplex
Bei den TIM-Komplexen wird grundsätzlich zwischen TIM23 und TIM22 unterschieden. Als Triebkraft für den Transport dient das Membranpotential.
Der TIM23-Komplex, auch Präsequenz-Translokase genannt, transportiert Proteine mit einer Präsequenz in die Matrix. Die Präsequenz wird dort abgespalten. Der Komplex besteht aus TIM23, TIM17, TIM50 und TIM44 als Importmotor. Nach dem Import wird das Protein sofort durch das mitochondriale Hitzeschockprotein mtHsp70 gebunden.
Der TIM22-Komplex transportiert Proteine mit einem internen Signal und baut sie in die innere Mitochondrienmembran ein. Er wird von TIM18, TIM22, TIM54 und TIM12 gebildet. TIM9 und TIM10 unterstützen den Transport der Proteine zu diesem Komplex.
Proteine des Intermembranraums sowie Membranproteine der äußeren Membran nutzen den TIM-Komplex nicht.
Vergleich mit Chloroplasten
TIC-/TOC-Komplexe sind Multiproteinkomplexe in der Doppelmembran von Chloroplasten. Dieses Transportsystem funktioniert auf ähnliche Weise wie das Zusammenspiel von TOM- und TIM-Komplexen in Mitochondrien.