Dimeroitumiset

Dimeroitumiset ovat ilmiö, jossa kaksi molekyyliä tai alayksikköä liittyy yhteen muodostaen dimerin. Prosessi esiintyy sekä kemiallisessa synteesissä että biokemiallisissa järjestelmissä ja voi tapahtua eri mekanismeilla. Dimerejä syntyy sekä kovalenttisesti että ei-kovalenttisesti.

Kovalenttinen dimeroituminen muodostuu pysyvämmillä sidoksilla, kuten disulfidisilloilla tai peptidisidoksilla. Tämä tekee dimeristä vakaamman ja usein vähemmän palautuvan. Ei-kovalenttinen dimeroituminen puolestaan perustuu vetysidoksiin, elektrostaattisiin vuorovaikutuksiin, hydrofobisiin vahvistuksiin ja π-π- vuorovaikutuksiin; tällainen dimeroituminen on usein säätelykelpoista ja nopeasti palautuvaa.

Biologisesti dimeroitumisella on keskeinen rooli signaalin etenemisessä ja geneettisen säätelyn terävyydessä. Reseptoridimerisaatio ligandien sitoutumisen jälkeen voi aktivoida solun viestintäpolkuja. Transkriptiotekijät kuten Fos-Jun sekä NF-κB muodostavat dimereita DNA:ta sitovan aktivoitumisen mahdollistamiseksi. Proteiinien dimerisaatio voi myös vaikuttaa entsyymien aktiivisuuteen, altrueaerra yhä monimutkaisemmissa fenotyypeissä.

Esimerkkejä ovat epiteli-resptoridimerisaatio (esim. EGFR), Fos-Jun-heterodimeerit sekä NF-κB-dimeerit, jotka kietoutuvat DNA:han ja säätelevät geenien ilmaisua. Dimeroituminen voidaan havaita ja tutkia monin menetelmin, kuten suojalokuvat (SEC-MALS), analyyttinen ultrasentrifugointi, cross-linking mass-spektrometria sekä rakennetutkimusmenetelmät (NMR, X-ray crystallography, cryo-EM).

Tutkimuksessa dimeroitumisen ymmärtäminen auttaa sekä perustutkimuksessa että lääkekehityksessä, esimerkiksi tavoitteellisten dimeroitumisen estojen kehittämisessä.