细胞是生命的基本单位，可分为两大类:原核生物(遗传信息随细胞自由流动的细胞)和真核生物(具有内部隔间的细胞，其中一个隔间存放遗传信息)。线粒体是细胞的带电发电站，是原核生物向真核生物转变的关键。蛋白质输入双膜结合线粒体的进化是理解其起源和功能在所有真核生物中的核心。真核细胞非常复杂，就像一个熙熙攘攘的城市，在不同的隔间之间不停地运送着蛋白质。将物质运送到正确的目的地对细胞存活至关重要。就像字母通过地址找到目的地一样，通往线粒体的蛋白质通过每个蛋白质氨基酸序列开头的一小串带电荷的氨基酸找到自己的路径。这个序列被称为“传递肽”。这些“转运多肽”在细胞膜上有相应的门(转位)，专门识别这些转运多肽，只允许具有正确地址的蛋白质进入。在许多情况下，这些门由看门人(辅助受体蛋白)辅助，以确保正确识别“转运肽”。在真核细胞出现的过程中，这种亚细胞靶向系统是如何产生的? In the current study we focus on the evolution of the “transit peptides”.

30年来，人们已经知道“转运肽”是带正电荷的，20年来，人们已经知道正电荷通过电泳帮助蛋白质穿过带负电荷的线粒体内膜。然而，最近的研究表明，在含有高度减少的线粒体(氢酶体)的生物体中，“转运肽”对于靶向是必不可少的。我们提出了一个假说来解释这些“转运肽”的起源，以及为什么一些生物体不需要它们。

前部分:线粒体在不同进化阶段识别的肽的示意图。未知的内部动机显示在深绿色而带电荷的“传递肽”则显示在蓝色的．底部截面线粒体的两层膜显示出大门和守门人(如图亮绿色参与跨膜运输蛋白质的细胞(如图灰色）.

线粒体内膜的电化学梯度需要带正电的转运肽来选择性地输入蛋白质。“不带电的”氢酶体不需要带电的转运肽来识别它们的蛋白质。他们通过一种目前未知的机制来识别他们的货物。我们的观察表明，这些未知的靶向基序也存在于具有典型“带电”线粒体的真核生物中。这种保守揭示了蛋白质靶向的祖先状态，它最初依赖于尚未确定的信号，然后由带电的“转运肽”补充，以响应带电的线粒体。随后，线粒体中电荷的丢失(由于进化减少)导致蛋白质恢复使用这些祖先的内部基序。我们得出结论，在进化过程中，细胞内电荷的感知在蛋白质靶向线粒体中发挥了作用。在有电之前，人们使用的是一个更简单的地址，这个地址现在才被发现。

出版

转运肽不依赖蛋白输入线粒体和氢基因体基质的保护。
Garg S, Stölting J, Zimorski V, Rada P, Tachezy J, Martin WF, Gould SB
基因组生物进化。2015年9月2日。pii: evv175。

离线阅读:

相关文章:

	线粒体如何“感知”并对氧气的变化做出反应……线粒体——细胞内细胞器——是我们生物体的“发电站”，是主要的氧传感器，发挥信号作用，调节氧气消耗和氧气速率。
	线粒体DNA突变的类型比他们的…线粒体存在于大多数细胞中，在细胞和有机体能量的产生中起着重要作用，并有助于细胞/离子的稳态。线粒体拥有它们的…
	SETOC:通过不同的…癌症起源的系统进化理论(SETOC)是最近提出的一种基于两个基本原则的理论:(i) Margulian进化是一个合作和内共生的过程;
	慢性…引起的线粒体代谢改变氟化物在自然界中广泛存在，并已在世界范围内成功地用于控制龋齿。此外，对牙齿和……的发育也有有益的影响。
	分子护照允许细胞内旅行…无论是外部环境因素还是自发的细胞内过程，我们细胞中的DNA都受到DNA损伤的持续轰击。因为未修复的DNA损伤会导致细胞死亡我们的…
	利用人工智能提高洗手的质量和数量……劣质的手部卫生已被确定为医院获得性感染传播的主要因素。在美国，它们影响了200万患者，其中近9万……