Untersuchungen proteolytischer Prozesse in der Innen- und Auenmembran von Mitochondrien
b'Proteolytische Prozesse spielen eine wichtige Rolle w\\xe4hrend der Biogenese von\\nMitochondrien und bei der Qualit\\xe4tskontrolle mitochondrialer Proteine. In der vorliegenden\\nArbeit wurde der Abbau von Proteinen in der Innen- und Au\\xdfenmembran von Mitochondrien\\naus Saccharomyces cerevisiae untersucht.\\nEin erster Teil dieser Arbeit besch\\xe4ftigt sich mit Mechanismen der Proteolyse in der\\nmitochondrialen Innenmembran. Dazu wurde der Abbau einer mutanten Variante des\\npolytopischen Membranproteins Oxa1 verfolgt. Es zeigte sich, dass die m-AAA-Protease den\\nAbbau von Oxa1ts vermittelt, w\\xe4hrend keine Hinweise auf eine Beteiligung der i-AAAProtease\\nerhalten wurden. In Abwesenheit der m-AAA-Protease wird Oxa1ts ebenfalls\\nproteolytisch durch eine (oder mehrere) bislang nicht identifizierte Metallopeptidase(n)\\ngespalten. Allerdings ist kein vollst\\xe4ndiger Abbau von Oxa1ts durch diese Peptidase(n) zu\\nbeobachten. Vielmehr akkumulieren proteolytische Intermediate in den Mitochondrien. Nach\\nden vorliegenden Untersuchungen kann die endoproteolytische Aktivit\\xe4t der\\nMetallopeptidase(n) entweder eine Vorraussetzung f\\xfcr die Proteolyse durch die m-AAAProtease\\nsein oder aber einen Bestandteil eines molekularen Ersatzsystems zum Abbau von\\nmitochondrialen Innenmembranproteinen in Abwesenheit der m-AAAProtease darstellen.\\nW\\xe4hrend der Proteolyse durch AAA-Proteasen wird eine Dislokation von Membranproteinen\\nbeobachtet. Daher wurde eine m\\xf6gliche Beteiligung von Translokationsporen der\\nInnenmembran an Abbauvorg\\xe4ngen untersucht. Eine Rolle der TIM17/23-Translokase konnte\\nausgeschlossen werden. Des weiteren konnte auch f\\xfcr die OXA1-Pore keine essentielle\\nBedeutung f\\xfcr die Dislokation von Membranproteinen w\\xe4hrend der Proteolyse nachgewiesen\\nwerden. Eine Inaktivierung der Proteine Mba1 und Pnt1, die an Insertion von mitochondrialen\\nProteinen in die Innenmembran beteiligt sind, f\\xfchrte jedoch zu einer Beeintr\\xe4chtigung von\\nAbbauprozessen in der Innenmembran. Diese Befunde weisen auf eine Rezeptor- oder\\nChaperon-Funktion von Mba1 und Pnt1 w\\xe4hrend des Abbaus durch die AAA-Proteasen hin.\\nIn einem zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde genetisch und biochemisch nach\\nKomponenten gesucht, die den Abbau von Proteinen der mitochondrialen Au\\xdfenmembran\\nvermitteln. Ein Fusionsprotein, HA-DHFRWT-Tom6, das eine l\\xf6sliche entfaltete Dom\\xe4ne in das Cytoplasma exponiert und im TOM-Komplex assembliert ist, wurde als Modellsubstrat\\nverwendet. W\\xe4hrend in isolierten Mitochondrien kein Abbau stattfindet, unterliegt das Protein\\nin vivo deutlicher Proteolyse. Dieser Prozess wurde als ATP-abh\\xe4ngig charakterisiert. Eine\\nBeteiligung des vakuol\\xe4ren Proteolyse-Systems, der i-AAA-Protease sowie des Ubiquitin-\\nProteasom-Abbauweges konnte unter den verwendeten experimentellen Bedingungen\\nausgeschlossen werden. Zur Identifizierung von Komponenten, die an der Proteolyse von\\nAu\\xdfenmembranproteinen beteiligt sind, wurde eine genetische Durchmusterung durchgef\\xfchrt.\\nEine temperatursensitive Mutante des essentiellen Au\\xdfenmembranproteins Tom40, das unter\\nnicht-permissiven Bedingungen rasch abgebaut wird, wurde verwendet, um nach\\nstabilisierenden Mutanten zu suchen. Die identifizierten Mutanten unterdr\\xfcckten zwar den\\nWachstumsdefekt, f\\xfchrten aber zu keiner Stabilisierung von Tom40ts, weshalb keine am\\nAbbau beteiligten Komponenten identifiziert werden konnten. Allerdings wurde durch die\\nIsolierung eines Suppressors ein Bereich innerhalb des Proteins Tom40 beschrieben, der f\\xfcr\\ndie Assemblierung von Tom40 in den TOM-Komplex essentiell ist.'