线粒体蛋白酶有助于维持细胞内的蛋白质平衡以及组织的完整性

《Cell & Bioscience》：Mitochondrial proteases maintain cellular protein homeostasis and tissue integrity

　　

摘要

背景

线粒体蛋白酶对于线粒体蛋白质的导入至关重要，是该细胞器内在蛋白质质量控制系统的核心。然而，它们在不同组织中的生理功能以及其对细胞质蛋白质稳态的影响仍不完全清楚。

研究结果

我们在黑腹果蝇中构建了15种保守线粒体蛋白酶的失活和过表达突变体，以系统研究其在体内的功能。特定蛋白酶的缺失会导致雄性不育或生物体死亡，而在眼睛、肌肉或脂肪体中进行组织特异性敲除则会导致线粒体蛋白质聚集、结构缺陷以及与年龄相关的退化。UQCR-C1或Afg3l2的缺失会显著增强线粒体自噬作用，而多种蛋白酶的过表达则会严重损害肌肉完整性。UQCR-C1、Mppa或CG11771的缺失会促进HTT72Q蛋白的聚集，而降低UQCR-C1或Afg3l2的水平则会显著提高细胞质中HTT72Q蛋白的含量。相反，过表达Mppa——但在与其疾病相关的变异体中效果较差——可以抑制HTT96Q蛋白的聚集及神经元毒性。Mppa与UQCR-C1形成复合物，共同调控线粒体前蛋白的加工与导入，这表明增强线粒体蛋白质的导入足以缓解由HTT多聚谷氨酰胺蛋白引起的细胞质蛋白质毒性应激。

结论

这项研究为了解线粒体蛋白酶的功能及其在维持细胞质蛋白质稳态中的作用提供了全面的体内研究资源。