Freiburg Üniversitesi Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Enstitüsü bilimcilerinden Dr. Thomas Becker ve Dr. Nikolaus Pfanner'in laboratuvarlarında, mitokondriyal dış zarın metabolit kanalının, protein taşımadaki işlevi keşfedildi. Araştırmacılar, yaptıkları çalışmanın ayrıntılarını Molecular Cell dergisinde yayımladıkları bir makalede paylaştı.

Mitokondriler hücre metabolizmasında temel bir rol oynar. Hücresel işlevler için ana enerjiyi üretirler ve dolayısıyla hücrenin enerji santrali olarak bilinirler. Mitokondriyal metabolizmadaki bozukluklar, kalpte, kaslarda ve sinir sisteminde çok sayıda şiddetli hastalığa neden olabilir. Mitokondriyal işlev, metabolitlerin çevreleyen hücre ile değiş-tokuşuyla gerçekleşir. Bu nedenle metabolitlerin, iki çevreleyici zar boyunca taşınmaları gerekir. Gerilime-bağlı anyon kanalı porin/VDAC metabolitlerin dış zar boyunca taşınımını sağlar. İç zar ise özgün taşıyıcılar olan taşıyıcı proteinlere sahiptir; bunlar metabolitleri iç zar boyunca taşır.

Mitokondriler yaklaşık 1.000 çeşit proteinin sitozolden alınmasına bağlıdır. Dış zarın translokazı ("TOM kompleks" adı da verilir) öncü proteinler için giriş kapısını meydana getirir. Taşıyıcı proteinlerin alınması, mitokondriyal metabolizma için özellikle önemlidir. Taşıyıcı öncüler, dış zarı TOM kanalı yoluyla geçer. Ardından yardımcı proteinler, küçük TIM proteinleri, öncülere iç zara kadar rehberlik eder. Taşıyıcı translokaz, TIM22 kompleksi, öncüleri iç zara entegre eder. Taşıyıcı alım yolağının ayrı adımlarının birbirleriyle nasıl bağlantılı olduğu şimdiye dek bilinmiyordu.

Freiburg Üniversitesi araştırmacıları, mitokondrilere protein alımında, metabolit kanalı porin/VDAC'ın beklenmeyen bir işlevini keşfetti. Thomas Becker'in araştırma laboratuvarından Dr. Lars Ellerieder, porin/VDAC'ın taşıyıcı proteinlerin iç zarın içine alımını uyardığını gösterdi. Protein taşınımında porin/VDAC'ın işlevi, onun kanal etkinliğinden bağımsız olarak gerçekleşiyor. Aslında porin/VDAC bir çiftlenme faktörü olarak rol oynuyor. Proteinler, zarlar-arası boşlukta taşıyıcı öncülere, TOM kompleksine ve taşıyıcı translokaza bağlanıyor. Böylelikle, porin/VDAC mekansal olarak ayrı taşıma adımlarını bağlantılandırıyor ve taşıyıcı proteinlerin alımını başlatıyor.

Bilimciler, yaptıkları çalışma sonucunda mitokondriyal metabolit ve protein taşınımının bağlantılı olduğunu göstermiş oldu: "Protein taşımada porin/VDAC'ın rolü, hücrenin gereksinimlerini karşılamak için taşıyıcı proteinlerin ince ayarlanmış alımı ve dolayısıyla nihayetinde metabolit taşınımı için zarif bir mekanizmayı temsil ediyor," şeklinde açıklıyor Becker.