Structural determination and dynamics of the mitochondrial import protein (MIM) by cryo-EM and magic-angle-spinning (MAS) nuclear magnetic resonance (NMR)

Información del proyecto

MitoMemInsert

Identificador del acuerdo de subvención: 101069118

DOI

10.3030/101069118

Proyecto cerrado

Fecha de la firma de la CE 23 Agosto 2022

Fecha de inicio 1 Octubre 2022

Fecha de finalización 30 Septiembre 2024

Financiado con arreglo a

• Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)

Coste total

Sin datos

Aportación de la UE

€ 199 440,96

Coordinado por

INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY AUSTRIA
Austria

Descripción del proyecto

Estudio de los mecanismos de importación e inserción de proteínas en la membrana mitocondrial

Las mitocondrias son las fábricas de energía de las células y participan en los procesos de senescencia y muerte celular. Su funcionamiento requiere que muchas proteínas diferentes sintetizadas fuera de la mitocondrias sean entregadas e insertadas en el compartimento correcto. El equipo del proyecto MitoMemInsert, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, estudiará los mecanismos de inserción de proteínas de membrana α-helicoidales en la membrana externa mitocondrial y la estructura de la insertasa. En este estudio se empleará microscopia crioelectrónica combinada con la espectroscopia de resonancia magnética nuclear de giro de ángulo mágico para determinar con resolución atómica la estructura de la proteína de importación mitocondrial en la levadura. Los resultados revelarán la forma en que interactúan los complejos de la proteína de importación mitocondrial con polipéptidos para formar proteínas precursoras para su inserción en la membrana.

Objetivo

Mitochondria perform numerous key functions, from energy production to metabolic pathways, and are involved in ageing and cell death. All these functions rely on about 1000 different proteins, of which 99% are synthesized outside the organelle and have to be imported and inserted into the right compartment. These import and insertion are particularly demanding for the membrane proteins as they are inherently aggregation-prone. How α-helical membrane proteins (MPs) are inserted into the mitochondrial outer membrane (MOM) is currently poorly understood. In particular, the structure of the insertase responsible for inserting tens of these α-helical MPs into this membrane, called mitochondrial import protein (MIM) in yeast, is unknown. My MitoMemInsert project addresses this important knowledge gap, by determining the atomic-resolution structure of MIM, by using cryo-EM combined with magic-angle-spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy to resolve MIM’s structure in a lipid-bilayer environment. This will open avenues to see how the MIM complex engages with polypeptides that shall be inserted into the membrane by MIM (so-called precursor proteins or ‘preproteins’). Such a “static” structure determination would already be a big leap for the field: it will be the first structure of a MOM insertase of α-helical MPs. As it is thought to have a novel architecture, this structure will provide new insights into MP insertion machinery in general. In addition, I will use NMR to study the dynamics of this machinery, which I believe, will add important mechanistic knowledge of how the MIM complex engages with MPs that are being inserted in the MOM. Overall, making use of my previous technical expertise, and adding new competences to my skill set, a combination of biophysical and structural approaches will allow me to resolve this important, and hitherto poorly addressed question in mitochondrial biogenesis and, more generally, biophysics.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

• ciencias naturales › ciencias biológicas › bioquímica › biomoléculas › proteínas
• ciencias naturales › ciencias biológicas › biofísica
• ciencias naturales › ciencias físicas › óptica › espectroscopia

Palabras clave

• Mitochondrial Import Protein (MIM)
• Cryo-EM
• ssNMR
• dynamics
• cell-free translation system

Programa(s)

• HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) PROGRAMA PRINCIPAL
  

Tema(s)

• HORIZON-MSCA-2021-PF-01-01 - MSCA Postdoctoral Fellowships 2021
  

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Convocatoria de propuestas

HORIZON-MSCA-2021-PF-01

Coordinador

INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY AUSTRIA

• Aportación neta de la UEn: € 199 440,96
• Dirección: Am Campus 1 ; 3400 KLOSTERNEUBURG ; Austria
• Región: Ostösterreich › Niederösterreich › Wiener Umland/Nordteil
• Tipo de actividad: Higher or Secondary Education Establishments
• Coste total: Sin datos