Hvordan proteiner bliver indlejret i en cellemembran

1. Transmembranproteinindsættelse :

Transmembrane proteiner er dem, der spænder over hele cellemembranen og skaber en kanal eller vej for molekyler at passere igennem. Disse proteiner indsættes typisk i membranen under deres syntese på ribosomet, i en proces kaldet co-translationel insertion. Sådan sker det:

- Signalpeptidgenkendelse:Ribosomet, der translaterer mRNA'et for proteinet, genkender et specifikt signalpeptid (normalt hydrofobt) nær N-terminalen af ​​proteinsekvensen.

- Interaktion med signalgenkendelsespartikel (SRP):SRP'et binder til signalpeptidet, standser translation og målretter ribosom-mRNA-komplekset til den endoplasmatiske retikulum (ER) membran.

- ER-membranintegration:SRP'et leverer ribosom-mRNA-komplekset til et translokon, et proteinkompleks i ER-membranen, der letter proteinindsættelse.

- Translokation:Ribosomet genoptager translationen, og efterhånden som den begyndende polypeptidkæde kommer frem, indsættes det samtidigt i ER-membranen gennem translokonet.

- Signalpeptidspaltning:Når hele proteinet, inklusive dets transmembrane domæner, er indsat i membranen, spaltes signalpeptidet af en signalpeptidase.

- Membranfoldning og målretning:Proteinet kan gennemgå yderligere foldning og modifikationer i ER, før det transporteres til dets endelige destination (f.eks. plasmamembran, mitokondrier).

2. Post-translationel membranindsættelse :

Nogle proteiner, der ikke oprindeligt syntetiseres med et transmembrandomæne, kan blive indlejret i membranen post-translationelt. Denne proces kan involvere specifikke membranmålrettede sekvenser eller modifikationer, der inducerer membranassociering. Her er nogle eksempler:

- Myristoylering:Myristoylering er den kovalente binding af myristinsyre, en mættet fedtsyre med 14 carbonatomer, til specifikke glycinrester nær N-terminalen af ​​nogle proteiner. Denne hydrofobe modifikation kan hjælpe med at forankre proteinet til membranen.

- Prenylering:Prenylering involverer binding af isoprenoidlipider (f.eks. farnesyl- eller geranylgeranylgrupper) til cysteinrester nær C-terminalen af ​​proteiner. Prenylering fremmer også membranassociering og målretning.

- Palmitoylering:I lighed med myristoylering involverer palmitoylering binding af palmitinsyre, en anden mættet fedtsyre, til cysteinrester. Det kan modulere proteinlokalisering og stabilitet i membranen.

Dette er blot nogle få af de mekanismer, hvorved proteiner kan blive indlejret i en cellemembran. De specifikke mekanismer varierer afhængigt af proteinets struktur, funktion og cellulære placering.