Fusieeiwitten

Fusie-eiwitten zijn eiwitten die de fusie van twee membranes mogelijk maken. Ze komen voor in verschillende biologische contexten, zoals virale entry in gastheercellen, vesiculaire trafficking en bevruchting. Bij virussen zorgen fusie-eiwitten ervoor dat het virale enveloppe-membraan en de gastheermembraan samenvloeien, zodat virale genetisch materiaal de cel kan binnendringen. Daarnaast leveren cellulaire fusie-eiwitten, zoals SNARE-eiwitten, de mechanische inspanning die nodig is om membranen van blaasjes en het plasmamembraan samen te laten fuseren tijdens exocytose en endocytose.

Structuur en typen. Virale fusie-eiwitten worden vaak onderverdeeld in klassen op basis van structurele kenmerken: klasse I, klasse II en klasse III. Klasse I-eiwitten (bijv. influenza-hemagglutinine) zijn meestal trimeren die actief worden na receptorbinding en proteolyse; klasse II-eiwitten (bijv. flavivirus E-proteïnen) bestaan uit minder hecht gevormde strukturen; klasse III-eiwitten (bijv. VSV G) combineren kenmerken van beide. Snare-eiwitten in cellen bestaan uit v-SNAREs en t-SNAREs die samen een SNARE-complex vormen dat de fusie induceert door het naar elkaar toe trekken van de membranen.

Werkingsprincipe. Fusie-eiwitten doorlopen doorgaans een activatiereactie die leidt tot een omschakeling van een prefusie- naar een postfusion- conformatie. Deze verandering laat een fusie-peptide of coiled-coil structuur naar voren komen, waardoor de twee membranen dicht bij elkaar komen, membraanstructuren destabiliseren en uiteindelijk fusie mogelijk maken. Activatoren kunnen receptorbinding, lage pH of proteolytische clipping zijn.

Toepassingen. In biotechnologie en geneeskunde worden fusie-eiwitten benut voor vectorvirale systemen, gewapende liposomen, en de ontwikkeling van stabiliseerde voorfusierepresentaties van virale antigenen voor vaccins. Ze spelen ook een rol in onderzoek naar cel- en weefselfusionen en zijn relevant voor vaccin- en therapeutische ontwerpstrategieën.