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Membranprotein Ein ist ein Protein das mit der Zellmembran oder einer Biomembran von Zellkompartimenten bzw Organellen e

Membranprotein

Ein Membranprotein ist ein Protein, das mit der Zellmembran oder einer Biomembran von Zellkompartimenten bzw. Organellen einer Zelle assoziiert ist.

Hierbei wird unterschieden zwischen peripheren Membranproteinen, als an die Membranoberfläche gebundenen Proteinen, und integralen Membranproteinen, welche mit einem hydrophoben Anteil in die Doppellipidschicht der Membran integriert sind und sie zumeist als Transmembranprotein durchspannen. Etwa 25 bis 30 Prozent aller natürlich vorkommenden Proteine sind in Zellmembranen eingelagert. Die Bezeichnung Proteolipide ist eine veraltete Bezeichnung für hydrophobe integrale Membranproteine. Proteolipide sind im Gegensatz zu den Lipoproteinen nicht wasserlöslich.

Eigenschaften Bearbeiten

Zu den integralen Membranproteinen gehören die Transmembranproteine, während zu den peripheren Membranproteinen die membranständigen Proteine zählen. Der Unterschied liegt darin, ob sie die Biomembran vollständig oder zum Teil durchziehen oder nur an die hydrophile Oberfläche der Lipiddoppelschicht angelagert bzw. darin verankert sind. Zelluläre Proteine mit Anteilen auf der Zelloberfläche werden als Oberflächenproteine bezeichnet.

Viele Oberflächenproteine wurden als CD-Antigene entdeckt. Virale Proteine an der Oberfläche eines Virions werden auch als Oberflächenproteine bezeichnet und binden dort oftmals Antikörper, sind jedoch nur bei behüllten Viren auch gleichzeitig Membranproteine mit den charakteristischen hydrophoben Aminosäuresequenzen. Proteine und Kohlenhydrate mit zumindest einem Anteil auf der Zelloberfläche können als Antigene eine humorale Immunantwort auslösen und werden im Bezug auf das Immunsystem als Oberflächenantigene bezeichnet.

Die Struktur der Proteine hängt vom Zustand ab. Ein in der Membran verankertes Protein besitzt oft Phosphorylierungs-, Glykosylierungs- und Myristoylierungsstellen, welche posttranslational die Tertiärstruktur beeinflussen.

Membranproteine sind von großer medizinischer Bedeutung: etwa die Hälfte aller derzeit zugelassener Arzneimittel wirkt auf diesen Proteintyp als therapeutische Zielstruktur ein.

Funktionen Bearbeiten

Membranproteine sind funktionelle Schlüsselproteine, da sie zum einen wichtiger Bestandteil der strukturellen Abgrenzung der Organellen sind; weiterhin spielen sie eine entscheidende Rolle bei nahezu allen zellulären Funktionen. Zu nennen sind hier neben anderen:

  1. Enzymaktivität
  2. Signalübertragung
  3. Transport (Proteine, Ionen etc.)
  4. Verankerung an Cytoskelett und extrazellulärer Matrix
  5. Zell-Zell-Erkennung
  6. Zellverbindung

Typen Bearbeiten

Membranproteine übernehmen meist wichtige physiologische Aufgaben, z. B. als Zelladhäsionsmoleküle, Translokasen oder Rezeptoren von Signalwegen. Beispiele sind Porine (z. B. Aquaporine, wichtig für den Wasser- und Energiehaushalt) und ABC-Transporter sowie Lichtrezeptoren wie Rhodopsin.

Man unterscheidet die Transmembranproteine funktionell. Transporter und Kanäle sind essentiell, um u. a. das Ionengleichgewicht einer Zelle zu gewährleisten, Enzyme katalysieren wichtige Stoffwechselprozesse, Rezeptoren dienen einer Weiterleitung von Signalen über eine Lipidschicht hinweg, Connexine knüpfen direkte Verbindungen zwischen Zellen usw.

  1. ABC-Transporter
  2. Ionenkanäle
  3. Membranständige ATPasen
  4. SLC-Transporter
  5. Wasserkanäle (siehe Aquaporine)

Hydrophobizität Bearbeiten

Transmembranproteine sind im Transmembranbereich (Transmembrandomäne von etwa acht bis zwölf Aminosäuren) gehäuft aus den weniger polaren bzw. hydrophoberen Aminosäuren aufgebaut, die mit den Lipiden der Membran eine Protein-Lipid-Interaktion eingeht.

Weblinks Bearbeiten

  • Zelle, öffne Dich! Auf: wissenschaft.de vom 7. Dezember 2005. Amerikanische Wissenschaftler haben den Schleusen in der Zellmembran beim Arbeiten zugeschaut.

Quellen Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. S. Tan: Membrane proteins and membrane proteomics. In: Proteomics. 8. Jahrgang, Nr. 19, 2008, S. 3924–3932, PMID 18763712.
  2. E. P. Carpenter et al.: Overcoming the challenges of membrane protein crystallography. In: Curr Opin Struct Biol. 18. Jahrgang, Nr. 5, 2008, S. 581–586, PMID 18674618.
  3. ↑ M. Baker: Making membrane proteins for structures: a trillion tiny tweaks. In: Nat Methods. 7. Jahrgang, Nr. 6, 2010, S. 429–434, PMID 20508636.
  4. J. M. Lackie: The Dictionary of Cell and Molecular Biology, 4. Auflage, 2007, Academic Press, ISBN 978-0-12-373986-5. S. 347.
  5. F. A. Pezold: Lipide und Lipoproteide im Blutplasma. Springer, 1961. ISBN 3642873669. S. 22.
  6. P. G. Sadowski: Sub-cellular localization of membrane proteins. In: Proteomics. 8. Jahrgang, Nr. 19, 2008, S. 3991–4011, PMID 18780351.
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Ein Membranprotein ist ein Protein das mit der Zellmembran oder einer Biomembran von Zellkompartimenten bzw Organellen einer Zelle assoziiert ist Hierbei wird unterschieden zwischen peripheren Membranproteinen als an die Membranoberflache gebundenen Proteinen und integralen Membranproteinen welche mit einem hydrophoben Anteil in die Doppellipidschicht der Membran integriert sind und sie zumeist als Transmembranprotein durchspannen Etwa 25 bis 30 Prozent aller naturlich vorkommenden Proteine sind in Zellmembranen eingelagert 1 2 3 Die Bezeichnung Proteolipide ist eine veraltete Bezeichnung fur hydrophobe integrale Membranproteine 4 Proteolipide sind im Gegensatz zu den Lipoproteinen nicht wasserloslich 5 Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Funktionen 3 Typen 4 Hydrophobizitat 5 Weblinks 6 Quellen 7 EinzelnachweiseEigenschaften BearbeitenZu den integralen Membranproteinen gehoren die Transmembranproteine wahrend zu den peripheren Membranproteinen die membranstandigen Proteine zahlen Der Unterschied liegt darin ob sie die Biomembran vollstandig oder zum Teil durchziehen oder nur an die hydrophile Oberflache der Lipiddoppelschicht angelagert bzw darin verankert sind Zellulare Proteine mit Anteilen auf der Zelloberflache werden als Oberflachenproteine bezeichnet Viele Oberflachenproteine wurden als CD Antigene entdeckt Virale Proteine an der Oberflache eines Virions werden auch als Oberflachenproteine bezeichnet und binden dort oftmals Antikorper sind jedoch nur bei behullten Viren auch gleichzeitig Membranproteine mit den charakteristischen hydrophoben Aminosauresequenzen Proteine und Kohlenhydrate mit zumindest einem Anteil auf der Zelloberflache konnen als Antigene eine humorale Immunantwort auslosen und werden im Bezug auf das Immunsystem als Oberflachenantigene bezeichnet Die Struktur der Proteine hangt vom Zustand ab Ein in der Membran verankertes Protein besitzt oft Phosphorylierungs Glykosylierungs und Myristoylierungsstellen welche posttranslational die Tertiarstruktur beeinflussen Membranproteine sind von grosser medizinischer Bedeutung etwa die Halfte aller derzeit zugelassener Arzneimittel wirkt auf diesen Proteintyp als therapeutische Zielstruktur ein 3 Funktionen BearbeitenMembranproteine sind funktionelle Schlusselproteine da sie zum einen wichtiger Bestandteil der strukturellen Abgrenzung der Organellen sind weiterhin spielen sie eine entscheidende Rolle bei nahezu allen zellularen Funktionen 3 6 Zu nennen sind hier neben anderen Enzymaktivitat Signalubertragung Transport Proteine Ionen etc Verankerung an Cytoskelett und extrazellularer Matrix Zell Zell Erkennung ZellverbindungTypen BearbeitenMembranproteine ubernehmen meist wichtige physiologische Aufgaben z B als Zelladhasionsmolekule Translokasen oder Rezeptoren von Signalwegen Beispiele sind Porine z B Aquaporine wichtig fur den Wasser und Energiehaushalt und ABC Transporter sowie Lichtrezeptoren wie Rhodopsin Man unterscheidet die Transmembranproteine funktionell Transporter und Kanale sind essentiell um u a das Ionengleichgewicht einer Zelle zu gewahrleisten Enzyme katalysieren wichtige Stoffwechselprozesse Rezeptoren dienen einer Weiterleitung von Signalen uber eine Lipidschicht hinweg Connexine knupfen direkte Verbindungen zwischen Zellen usw TransporterklassenABC Transporter Ionenkanale Membranstandige ATPasen SLC Transporter Wasserkanale siehe Aquaporine Hydrophobizitat Bearbeiten Hauptartikel Hydrophobizitatsskala Transmembranproteine sind im Transmembranbereich Transmembrandomane von etwa acht bis zwolf Aminosauren gehauft aus den weniger polaren bzw hydrophoberen Aminosauren aufgebaut die mit den Lipiden der Membran eine Protein Lipid Interaktion eingeht Weblinks BearbeitenZelle offne Dich Auf wissenschaft de vom 7 Dezember 2005 Amerikanische Wissenschaftler haben den Schleusen in der Zellmembran beim Arbeiten zugeschaut Quellen BearbeitenVerzeichnis der SLC Transporter Georg Loffler Petro E Petrides Biochemie und Pathobiochemie 7 Auflage 2003 Einzelnachweise Bearbeiten S Tan Membrane proteins and membrane proteomics In Proteomics 8 Jahrgang Nr 19 2008 S 3924 3932 PMID 18763712 E P Carpenter et al Overcoming the challenges of membrane protein crystallography In Curr Opin Struct Biol 18 Jahrgang Nr 5 2008 S 581 586 PMID 18674618 a b c M Baker Making membrane proteins for structures a trillion tiny tweaks In Nat Methods 7 Jahrgang Nr 6 2010 S 429 434 PMID 20508636 J M Lackie The Dictionary of Cell and Molecular Biology 4 Auflage 2007 Academic Press ISBN 978 0 12 373986 5 S 347 F A Pezold Lipide und Lipoproteide im Blutplasma Springer 1961 ISBN 3642873669 S 22 P G Sadowski Sub cellular localization of membrane proteins In Proteomics 8 Jahrgang Nr 19 2008 S 3991 4011 PMID 18780351 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Membranprotein amp oldid 237048467