Origami in the outer membrane: the transmembrane arrangement of mitochondrial porins.

Voltage-dependent anion-selective channels (VDAC), also known as mitochondrial porins, are key regulators of metabolite flow across the mitochondrial outer membrane. Porins from a wide variety of organisms share remarkably similar electrophysiological properties, in spite of considerable sequence dissimilarity, indicating that they share a common structure. Based on primary sequence considerations, analogy with bacterial porins, and circular dichroism analysis, it is agreed that VDAC spans the outer membrane as a β-barrel. However, the residues that form the antiparallel β-strands comprising this barrel remain unknown. Various predictive methods, largely based on the known structures of bacterial β-barrels, have been applied to the primary sequences of VDAC. Refinement and confirmation of these predictions have developed through numerous investigations of wild-type and variant porins, both in mitochondria and in artificial membranes. These experiments have involved VDAC from several sources, precluding the generation of a unified model. Herein, using the Neurospora VDAC sequence as a template, the published structural information and predictions have been reassessed to delineate a model that satisfies most of the available data.Key words: VDAC, mitochondrial porin, β-barrel.Les canaux anioniques voltage-dépendants (CAVD), ou porines mitochondriales, sont d'importants régulateurs du flux des métabolites au travers de la membrane externe mitochondriale. Les porines d'une grande variété d'organismes ont des propriétés électrophysiologiques remarquablement similaires, malgré que leurs séquences diffèrent considérablement, ce qui montre qu'elles ont une structure commune. En se basant sur la séquence primaire, des analogies aux porines bactériennes et des études de dichroïsme circulaire, il est reconnu que les CAVD forment un cylindre β traversant la membrane externe. Cependant, les résidus d'acides aminés formant les feuillets β antiparallèles de ce cylindre demeurent inconnus. Diverses méthodes prédictives, principalement basées sur les structures connues des cylindres β bactériens, ont été appliquées aux séquences primaires des CAVD. Ces prédictions ont été raffinées et confirmées à la suite de nombreuses études des porines de type sauvage et de leurs variantes dans des mitochondries et des membranes artificielles. Comme ces expériences ont été réalisées en utilisant des CAVD de plusieurs sources, cela exclut la production d'un modèle unifié. Dans cet article, les informations structurales publiées et les prédictions sont réévaluées en se basant sur la séquence du CAVD de Neurospora comme modèle, afin d'esquisser un modèle pouvant s'accorder avec la plupart des données disponibles.Mots clés : CAVD, canal anionique voltage-dépendant, porine mitochondriale, cylindre β.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]