MARIGOLD e MitoCIAO: due database per lo studio di complessi proteici mitocondriali nativi

The article describes the creation of two databases for the study of mitochondrial native protein complexes. Mitochondria perform various biological functions, thanks to their ability to change shape and ultrastructure. This is possible by their dynamic nature and changes in native complexes. The databases are based on data collected from BNGE of mitochondrial proteins under three different experimental conditions: physiological conditions, apoptotic state, and apoptotic state with membrane permeabilization only (thanks to the proteins cBID and cBIDKKAA). The proteins were then identified through mass spectrometry, leading to the creation of MARIGOLD. MARIGOLD provides virtual western blots for each of the 627 proteins identified under the three conditions. From MARIGOLD, MitoCIAO was developed, a database that calculates the probability of co-migration between two proteins, which may suggest their belonging to the same complex. MitoCIAO correctly predicted the interaction between the MICOS complex and OPA1, already experimentally validated. Moreover, it allowed the identification and functional characterization of two complexes containing ATAD3A: the first, associated with OPA1, regulates mitochondrial ultrastructure; the second plays a role in mitoribosomal stability, thus demonstrating the usefulness of these two databases in studying the dynamics and functions of mitochondrial native complexes.

L’articolo descrive la creazione di due database per la funzionalizzazione dei complessi proteici nativi mitocondriali. I mitocondri svolgono numerose funzioni biologiche, rese possibili anche dalla loro capacità di cambiare forma e ultrastruttura. Questo è possibile grazie alla loro dinamicità e ai cambiamenti dei complessi nativi. I database si basano sui dati raccolti da un BNGE di proteine mitocondriali provenienti da tre diverse condizioni sperimentali: in condizioni fisiologiche, in stato di apoptosi e in stato di apoptosi con la sola permeabilizzazione della membrana (grazie alle proteine cBID e cBIDKKAA). Le proteine sono state poi identificate tramite spettrometria di massa, permettendo di generare MARIGOLD. MARIGOLD fornisce dei Western Blot virtuali per ciascuna delle 627 proteine identificate nelle tre condizioni. Da MARIGOLD è stato generato MitoCIAO, un database che calcola la probabilità di co-migrazione di due proteine, che potrebbe presupporre l’appartenenza allo stesso complesso. MitoCIAO ha correttamente predetto l’interazione tra il complesso MICOS e OPA1, già validata sperimentalmente. Inoltre, ha permesso di individuare e funzionalizzare due complessi contenenti ATAD3A: il primo, associato a OPA1, regola l’ultrastruttura mitocondriale e il secondo possiede un ruolo nella stabilità mitoribosomiale, dimostrando quindi l’utilità di questi database nello studio della dinamica e delle funzioni dei complessi nativi mitocondriali.