scholarly journals Timing and structural consideration for the processing of mitochondrial matrix space proteins by the mitochondrial processing peptidase (MPP)

2002 ◽  
Vol 11 (5) ◽  
pp. 1026-1035 ◽  
Author(s):  
Abhijit Mukhopadhyay ◽  
Philip Hammen ◽  
Mary Waltner-Law ◽  
Henry Weiner
Keyword(s):  
Mitochondrial Matrix ◽  
Matrix Space ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

scholarly journals Maturation of Mitochondrially Targeted Prx V Involves a Second Cleavage by Mitochondrial Intermediate Peptidase That Is Sensitive to Inhibition by H2O2

Antioxidants ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (3) ◽  
pp. 346
Author(s):  
Juhyun Sim ◽  
Jiyoung Park ◽  
Hyun Ae Woo ◽  
Sue Goo Rhee
Keyword(s):  
Short Form ◽  
Mitochondrial Matrix ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Mouse Tissues ◽  
N Terminus ◽  
Mitochondrial Intermediate Peptidase ◽  
Subsequent Degradation ◽  
Processing Peptidase ◽  
Mitochondria Targeting ◽  
Over Time

Prx V mRNA contains two in-frame AUG codons, producing a long (L-Prx V) and short form of Prx V (S-Prx V), and mouse L-Prx V is expressed as a precursor protein containing a 49-amino acid N-terminal mitochondria targeting sequence. Here, we show that the N-terminal 41-residue sequence of L-Prx V is cleaved by mitochondrial processing peptidase (MPP) in the mitochondrial matrix to produce an intermediate Prx V (I-Prx V) with a destabilizing phenylalanine at its N-terminus, and further, that the next 8-residue sequence is cleaved by mitochondrial intermediate peptidase (MIP) to convert I-Prx V to a stabilized mature form that is identical to S-Prx V. Further, we show that when mitochondrial H2O2 levels are increased in HeLa cells using rotenone, in several mouse tissues by deleting Prx III, and in the adrenal gland by deleting Srx or by exposing mice to immobilized stress, I-Prx V accumulates transiently and mature S-Prx V levels decrease in mitochondria over time. These findings support the view that MIP is inhibited by H2O2, resulting in the accumulation and subsequent degradation of I-Prx V, identifying a role for redox mediated regulation of Prx V proteolytic maturation and expression in mitochondria.

scholarly journals More than just a ticket canceller: The mitochondrial processing peptidase matures complex precursor proteins at internal cleavage sites

2020 ◽  
Author(s):  
Jana Friedl ◽  
Michael R. Knopp ◽  
Carina Groh ◽  
Eyal Paz ◽  
Sven B. Gould ◽  
...  
Keyword(s):  
Mitochondrial Matrix ◽  
Cleavage Sites ◽  
Arginine Biosynthesis ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Precursor Proteins ◽  
Internal Site ◽  
Processing Peptidase ◽  
Polyprotein Precursor ◽  
Internal Processing ◽  
Additional Role

AbstractMost mitochondrial proteins are synthesized in the cytosol as precursors that carry N-terminal presequences. After import into mitochondria, these targeting signals are cleaved off by the mitochondrial processing peptidase MPP, giving rise to shorter mature proteins. Using the mitochondrial tandem protein Arg5,6 as a model substrate, we demonstrate that MPP has an additional role in preprotein maturation, beyond the removal of presequences. Arg5,6 is synthesized as a polyprotein precursor that is imported into the mitochondrial matrix and subsequently separated into two distinct enzymes that function in arginine biogenesis. This internal processing is performed by MPP, which cleaves the Arg5,6 precursor both at its N-terminus and at an internal site between the Arg5 and Arg6 parts. The peculiar organization and biogenesis of Arg5,6 is conserved across fungi and might preserve the mode of co-translational subunit association of the arginine biosynthesis complex of the polycistronic arginine operon in prokaryotic mitochondrial ancestors. Putative MPP cleavage sites are also present at the junctions in other mitochondrial fusion proteins from fungi, plants and animals. Our data suggest that, in addition to its role as “ticket canceller” for the removal of presequences, MPP exhibits a second, widely conserved activity as internal processing peptidase for complex mitochondrial precursor proteins.

scholarly journals Recognition and processing of a nuclear-encoded polyprotein precursor by mitochondrial processing peptidase

2005 ◽  
Vol 385 (3) ◽  
pp. 755-761 ◽  
Author(s):  
Tsutomu OSHIMA ◽  
Eiki YAMASAKI ◽  
Tadashi OGISHIMA ◽  
Koh-ichi KADOWAKI ◽  
Akio ITO ◽  
...  
Keyword(s):  
Ribosomal Protein ◽  
Succinate Dehydrogenase ◽  
Cleavage Site ◽  
Essential Role ◽  
Mitochondrial Matrix ◽  
Inner Membrane ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Large N ◽  
Processing Peptidase ◽  
Polyprotein Precursor

The nuclear-encoded protein RPS14 (ribosomal protein S14) of rice mitochondria is synthesized in the cytosol as a polyprotein consisting of a large N-terminal domain comprising preSDHB (succinate dehydrogenase B precursor) and the C-terminal RPS14. After the preSDHB–RPS14 polyprotein is transported into the mitochondrial matrix, the protein is processed into three peptides: the N-terminal prepeptide, the SDHB domain and the C-terminal mature RPS14. Here we report that the general MPP (mitochondrial processing peptidase) plays an essential role in processing of the polyprotein. Purified yeast MPP cleaved both the N-terminal presequence and the connector region between SDHB and RPS14. Moreover, the connector region was processed more rapidly than the presequence. When the site of cleavage between SDHB and RPS14 was determined, it was located in an MPP processing motif that has also been shown to be present in the N-terminal presequence. Mutational analyses around the cleavage site in the connector region suggested that MPP interacts with multiple sites in the region, possibly in a similar manner to the interaction with the N-terminal presequence. In addition, MPP preferentially recognized the unfolded structure of preSDHB–RPS14. In mitochondria, MPP may recognize the stretched polyprotein during passage of the precursor through the translocational apparatus in the inner membrane, and cleave the connecting region between the SDHB and RPS14 domains even before processing of the presequence.

scholarly journals Characterization of the mitochondrial processing peptidase of Neurospora crassa.

1994 ◽  
Vol 269 (7) ◽  
pp. 4959-4967 ◽  
Author(s):  
M. Arretz ◽  
H. Schneider ◽  
B. Guiard ◽  
M. Brunner ◽  
W. Neupert
Keyword(s):  
Neurospora Crassa ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

scholarly journals Analysis of Elements in the Substrate Required for Processing by Mitochondrial Processing Peptidase

1995 ◽  
Vol 270 (51) ◽  
pp. 30322-30326 ◽  
Author(s):  
Tadashi Ogishima ◽  
Takuro Niidome ◽  
Kunitoshi Shimokata ◽  
Sakae Kitada ◽  
Akio Ito
Keyword(s):  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

Delivery of cytosolic liver arginase into the mitochondrial matrix space: A possible novel site for gene replacement therapy

1996 ◽  
Vol 22 (6) ◽  
pp. 489-498 ◽  
Author(s):  
Paul B. Wissmann ◽  
Barbara K. Goodman ◽  
Joseph G. Vockley ◽  
Rita M. Kern ◽  
Stephen D. Cederbaum ◽  
...  
Keyword(s):  
Replacement Therapy ◽  
Gene Replacement ◽  
Mitochondrial Matrix ◽  
Matrix Space ◽  
Gene Replacement Therapy

scholarly journals Μελέτη μορίων του πρωτόζωου Leishmania που εμπλέκονται στην πρόοδο του κυτταρικού κύκλου

2014 ◽  
Author(s):  
Αλέξανδρος Αλεξανδράτος
Keyword(s):  
Heat Shock ◽  
Elongation Factor ◽  
Alpha Subunit ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Eukaryotic Elongation Factor 2 ◽  
Eukaryotic Elongation Factor ◽  
Processing Peptidase

Τα είδη του γένους Leishmania αποτελούν υποχρεωτικά ενδοκυττάρια πρωτοζωικά παράσιτα που προκαλούν ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, τις λεισμανιάσεις. Η λεϊσμανίαση θεωρείται νόσος εξέχουσας σπουδαιότητας, με 2 εκατομμύρια νέα κρούσματα το χρόνο, χρήζουσας μεγάλης κοινωνικής και οικονομικής σημασίας. Για τον έλεγχο των συνεχώς αυξανόμενων κρουσμάτων, είναι επιτακτική ανάγκη η ανάπτυξη νέων μη-τοξικών φαρμάκων που θα στοχεύουν σε μόρια-στόχους σημαντικά για την ολοκλήρωση του παρασιτικού κύκλου ζωής. Κατ’ αυτόν τον τρόπο κρίνεται απαραίτητη η μελέτη μηχανισμών και παραγόντων μολυσματικότητας του παρασίτου, που ελέγχουν τον κυτταρικό κύκλο και τη διαφοροποίηση του παρασίτου. Στα πλαίσια αυτά, έχει δειχθεί ότι η επισωμική υπερέκφραση της συνδετικής ιστόνης Η1 του παρασίτου Leishmania (LeishH1) οδηγεί στην καθυστέρηση της ολοκλήρωσης του κυτταρικού κύκλου, αλλά παράλληλα και στη μείωση του ρυθμού διαφοροποίησης των παρασίτων από προμαστιγωτές σε αμαστιγωτές μορφές, έχοντας σαν αποτέλεσμα τη μείωση της μολυσματικότητας του παρασίτου τόσο in vitro όσο και in vivo. Στόχος αυτής της διατριβής ήταν η ανάδειξη μορίων που επηρεάζουν τη μολυσματικότητα του παρασίτου, μελετώντας το προτέωμα των μη μολυσματικών παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1. Η συγκριτική μελέτη των παρασίτων που υπερεκφράζουν τη LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, είχε επίσης ως σκοπό την περαιτέρω μελέτη του βιολογικού ρόλου της LeishH1 στα παράσιτα και τη διερεύνηση του ρόλου της στη γονιδιακή ρύθμιση του παρασίτου. Η συγκριτική πρωτεομική ανάλυση με ηλεκτροφόρηση δυο-διαστάσεων, των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, κατέδειξε πως μόνο μια μικρή ομάδα πρωτεϊνών παρουσιάζει διαφορική έκφραση. Συγκεκριμένα, τρεις πρωτεΐνες [heat shock protein 83 (HSP83), eukaryotic elongation factor 2(eEF-2), alpha subunit of the mitochondrial processing peptidase (α-MPP)] παρουσιάζουν χαμηλότερα επίπεδα έκφρασης ενώ άλλες δυο (α/β τουμπουλίνη, ΜΑΡ) παρουσιάζουν μεγαλύτερη κατανομή έκφρασης. Πειράματα αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφάσης πραγματικού χρόνου, επιβεβαίωσαν το αποτέλεσμα αυτό, υποδηλώνοντας ότι η LeishH1 δεν είναι γενικός καταστολέας της μεταγραφής αλλά επηρεάζει ένα ειδικό υποσύνολο πρωτεϊνών, σε προ- ή μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Ανάμεσα στις πρωτεΐνες με διαφορική έκφραση ήταν και η τουμπουλίνη. Η διαφορική έκφραση της πρωτεΐνης αντικατοπτρίζεται άμεσα στη μορφολογία των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1, καθώς τα παράσιτα αυτά παρουσιάζουν μικρότερο και πιο στρογγυλό σχήμα και μεγαλύτερη μορφολογική ετερογένεια. Μια ακόμα πρωτεΐνη με διαφορική έκφραση, ήταν και η HSP83, η οποία παρουσίασε χαμηλότερα επίπεδα. Θέλοντας να εξακριβώσουμε σε ποιο επίπεδο παρεμβαίνει η LeishH1 στο μηχανισμό έκφρασης της HSP83, συγκρίναμε τα επίπεδα του mRNA και η ανάλυση κατέδειξε ότι δεν υπάρχουν διαφορές στα επίπεδα αυτά. Επίσης, μελετήθηκε ο ρυθμός έκφρασης της πρωτεΐνης μέσω της μεταβολικής σήμανσης των πρωτεϊνών και αποκαλύφθηκε πως σε αυτό το στάδιο εντοπίζεται η παρεμβολή της LeishH1, καθώς τα παράσιτα που την υπερεκφράζουν παρουσιάζουν χαμηλότερο ρυθμό έκφρασης της HSP83. Συμπερασματικά διαφαίνεται πως υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ μονοπατιών που εμπλέκονται στην αντίσταση έναντι φαρμακευτικών ουσιών, στην απόπτωση και τη μολυσματικότητα. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, τα ειδικά σήματα και οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση/μολυσματικότητα του παρασίτου και την απόπτωση/απόκριση στο στρες, χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης καθώς φαίνεται να αποτελούν τις δυο όψεις του ίδιου νομίσματος.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document