Absence of Cardiolipin From the Outer Leaflet of a Mitochondrial Inner Membrane Mimic Restricts Opa1-Mediated Fusion.
Absence of Cardiolipin From the Outer Leaflet of a Mitochondrial Inner Membrane Mimic Restricts Opa1-Mediated Fusion.
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DOI：
10.3389/fmolb.2021.769135
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发表时间：
2021
影响因子：
5
通讯作者：
Chao LH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ge Y;Boopathy S;Nguyen TH;Lugo CM;Chao LH
心磷脂是一种四酰化二磷脂酰甘油脂质，富含于线粒体内膜的面向基质（内）小叶中。心磷脂在调节线粒体功能和动力学中起重要作用。然而，连接心磷脂分布和线粒体蛋白功能的机制仍然是间接的。在我们前期的工作中，我们建立了一个由Opa1介导的线粒体内膜融合的体外重建系统。我们发现长型Opa1（l-Opa1）与蛋白水解加工的短型（s-Opa1）一起介导快速有效的膜融合。在这里，我们扩展我们的重建系统，以产生支持的脂质双层与不对称的心磷脂分布。使用该系统，我们发现膜间空间面向（外）瓣叶上的心磷脂的存在对于膜系留和融合是重要的。我们讨论了心磷脂的存在下，在这张传单可能会影响蛋白质和膜的性质，这种方法和未来的应用。
Cardiolipin is a tetra-acylated di-phosphatidylglycerol lipid enriched in the matrix-facing (inner) leaflet of the mitochondrial inner membrane. Cardiolipin plays an important role in regulating mitochondria function and dynamics. Yet, the mechanisms connecting cardiolipin distribution and mitochondrial protein function remain indirect. In our previous work, we established an in vitro system reconstituting mitochondrial inner membrane fusion mediated by Opa1. We found that the long form of Opa1 (l-Opa1) works together with the proteolytically processed short form (s-Opa1) to mediate fast and efficient membrane fusion. Here, we extend our reconstitution system to generate supported lipid bilayers with asymmetric cardiolipin distribution. Using this system, we find the presence of cardiolipin on the inter-membrane space-facing (outer) leaflet is important for membrane tethering and fusion. We discuss how the presence of cardiolipin in this leaflet may influence protein and membrane properties, and future applications for this approach.
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