Abstract
The mitochondrial protein import machineries were anticipated to be constitutively active entities enabling continuous protein influx. However, recent studies revealed that the main protein entry gate at the outer membrane, the TOM complex, is targeted by several cytosolic signalling cascades and that activated protein kinases can directly modulate biogenesis, assembly and function of the import machinery. This enables a dynamic adaptation of the mitochondrial proteome to changing cellular demands.
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Literatur
Herrmann JM, Neupert W (2007) Translocation of proteins into mitochondria. Annu Rev Biochem 76: 723–749
Schmidt O, Pfanner N, Meisinger C (2010) Mitochondrial protein import: from proteomics to functional mechanisms. Nat Rev Mol Cell Biol 11: 655–667
Schneider A (2020) Evolution of mitochondria protein import — lessons from trypanosomes. Biol Chem 401: 663–676
Harbauer AB, Zahedi RP, Sickmann A et al. (2014) The protein import machinery of mitochondria — a regulatory hub in metabolism, stress, and disease. Cell Metab 19: 357–372
Vögtle FN, Wortelkamp S, Zahedi RP et al. (2009) Global analysis of the mitochondrial N-Proteome identifies a processing peptidase critical for protein stability. Cell 139: 428–439
Schmidt O, Harbauer AB, Rao S et al. (2011) Regulation of mitochondrial protein import by cytosolic kinases. Cell 144: 227–239
Harbauer AB, Opalinska M, Gerbeth C et al. (2014) Cell cycle-dependent regulation of mitochondrial preprotein translocase. Science 346: 1109–1113
Rao, S, Schmidt O, Harbauer AB et al. (2012) Biogenesis of the preprotein translocase of the outer mitochondrial membrane: protein kinase A phosphorylates the precursos of Tom40 and impairs its import. Mol Biol Cell 23: 1618–1627
Gerbeth C, Schmidt O, Rao S et al. (2013) Differential regulation of the central mitochondrial import receptor by cytosolic and organelle-bound kinases. Cell Metab 18: 578–587
Opalinska M, Meisinger C (2015) Metabolic control via the mitochondrial protein import machinery. Curr Opin Cell Biol 33: 42–48
Walter C, Marada A, Suhm T et al. (2021) Global kinome profiling reveals DYRK1A as critical activator of the human mitochondrial import machinery. Nat Commun 12: 4284
Soppa U, Becker W (2015) DYRK protein kinases. Curr Biol 25: R483–489
Courcet JB, Faivre L, Malzac P et al. (2012) The DYRK1A gene is a cause of syndromic intellectual disability with severe microcephaly and epilepsy. J Med Genet 49: 731–736
Zeviani M (2001) The expanding spectrum of nuclear gene mutations in mitochondrial disorders. Semin Cell Dev Biol 12: 407–416
Walter C, Marada A, Meisinger C (2022) Monitoring checkpoints of metabolism and protein biogenesis in mitochondria by Phos-tag technology. J Proteomics 252: 104430
Rao S, Gerbeth C, Harbauer, A et al. (2011) Signaling at the gate: phosphorylaton of the mitochondrial protein import machinery. Cell Cycle 10: 2083–2090
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Chris Meisinger 1987–1997 Studium der Chemie (Diplom) und Promotion an der Universität Freiburg. 1998–2000 Postdoc an der Universität Freiburg im Labor von Prof. Dr. N. Pfanner. 2000–2008 Gruppenleiter, 2007 Habilitation und 2009 W2-Professor, Universität Freiburg. 2010–2012 Gastprofessor Universität Bern, Schweiz. Seit 2015 W3-Professor Universität Freiburg und seit 2019 Sprecher des Sonderforschungsbereichs SFB1381 Dynamische Organisation zellulärer Proteinmaschinerien.
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Meisinger, C. Signalschalter an der mitochondrialen Importmaschinerie. Biospektrum 28, 390–393 (2022). https://doi.org/10.1007/s12268-022-1782-x
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