БИОХИМИЯ, 2010, том 75, вып. 7, с. 936–943
УДК 576.311.347; 511.188
Неорганические полифосфаты в митохондриях
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: неорганические полифосфаты, митохондрии, полиР/Ca2+/полигидроксибутират, экзополифосфатаза, мембранный потенциал, глюкозная репрессия, дрожжи, млекопитающие, насекомые.
Аннотация
Оценивается роль неорганических полифосфатов (полиР) в митохондриях дрожжей и животных. Эти полимеры с длиной цепи ~15 фосфатных остатков были впервые найдены в митохондриях Saccharomyces cerevisiae. Они составляют 7–10% общего содержания полиР в клетках этих дрожжей. ПолиР локализованы в межмембранном пространстве. Они также присутствуют в митохондриальных мембранах в виде комплексов полиP/Ca2+/полигидроксибутират. Накопление полиР характерно для промитохондрий, присутствующих у дрожжей при росте на глюкозе, но не для функционально активных митохондрий при росте на окисляемых субстратах. Формирование полноценных митохондрий в клетках S. cerevisiae сопровождается уменьшением содержания и длины цепи полиР в этих органеллах. Митохондрии дрожжей содержат две экзополифосфатазы, отщепляющие Pi с конца цепи полиР. Одна из них, кодируемая геном PPX1, локализована в матриксе, а другая, кодируемая геном PPN1, связана с мембранами. Штаммы S. cerevisiae c инактивированным геном PPN1 не имеют экзополифосфатазы в мембране митохондрий и содержат в этих органеллах увеличенное количество длинноцепочечных полиР. У этих мутантов нарушено дыхание и потребление окисляемых субстратов, лактата и этанола. У насекомых полиР в митохондриях подвергаются значительным изменениям в процессе онтогенетического развития, что указывает на вовлечение этих полимеров в регуляторные процессы. В клеточных линиях человека уменьшение содержания полиР в митохондриях, вызванное экспрессией дрожжевой экзополифосфатазы PPX1, приводит к существенным изменениям в биоэнергетических и транспортных функциях.