Heterodimerenassemblieren

Heterodimerenassemblieren bezeichnet den Prozess, bei dem zwei unterschiedliche Polypeptidketten zu einem Heterodimer zusammengefügt werden. Heterodimere bestehen aus zwei verschiedenen Untereinheiten, im Gegensatz zu Homodimeren, bei denen beide Untereinheiten identisch sind. Solche Strukturen kommen in vielen Proteinfamilien vor und ermöglichen funktionale Vielfalt durch spezialisierte Bindungsstellen, allostere Regulation oder veränderte Substratspezifität.

Der Assemblierungsprozess erfolgt meist durch nicht-kovalente Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrücken, Ionenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte, häufig auf der Oberfläche der Untereinheiten. In einigen Fällen sind Disulfidbrücken oder andere kovalente Verbindungen beteiligt. Die Assembly kann während der Translation oder nach der Faltung stattfinden und wird durch Chaperone, Co-Faktoren und die räumliche Verteilung innerhalb der Zelle reguliert. Die Partnerwahl hängt von Expression, Lokalisierung, Modifikationen und kontextabhängigen Signalen ab.

Heterodimerisation erhöht die funktionale Diversität und ermöglicht feinkörnige Regulation von Signalwegen. Typische Beispiele sind Transkriptionsfaktor-Heterodimere wie AP-1 (Fos-Jun), die DNA-Sequenzen mit höherer Affinität erkennen, sowie Rezeptormoleküle wie bestimmte ERBB-Heterodimere, die unterschiedliche Signaling-Amplicities vermitteln. In der Biotechnologie werden Heterodimere gezielt erzeugt, um Eigenschaften wie Stabilität oder Aktivität zu steuern.

Zur Untersuchung werden Methoden wie Yeast-Two-Hybrid, Co-Immunopräzipitation, Crosslinking sowie Kristallographie oder Kryo-Elektronenmikroskopie eingesetzt. Schäden oder Fehlregulation bei der Heterodimerbildung können zu Funktionsstörungen führen und mit Krankheiten assoziiert sein, weshalb die Kontrolle von Untereinheitenexpression und Assembly-Bedingungen ein zentrales Forschungsziel ist.