Homodimerisering

Homodimerisering is het proces waarbij twee identieke moleculaire eenheden, meestal eiwitsubunits, samen een functionele dimer vormen. Het komt veel voor in biologische systemen en kan constitutief voorkomen of worden geïnduceerd door liganden, chemische veranderingen of posttranslationele modificaties. Het fenomeen staat in contrast met heterodimerisering, waarbij twee verschillende subunits vormen.

De dimerisatie vindt meestal plaats via specifieke interfaces op het oppervlak van de subunits. Interacties bestaan uit hydrophobiciteit, waterstofbruggen, ionische bindingspunten en soms disulfidebruggen. De mate en aard van de interacties bepalen de stabiliteit en specificiteit van de dimer, en kunnen de activiteit of regulatie van het eiwit beïnvloeden. Dimerisatie kan leiden tot allosterische veranderingen die de bindingsaffiniteit voor DNA, liganden of andere eiwetten moduleren.

Functie en betekenis: Homodimerisering kan de stabiliteit van eiwitten verhogen en de activiteit reguleren. Bij veel DNA-bindende eiwitten, zoals de Lac-repressor, is een homodimeer nodig voor correcte herkenning van operatorsequenties. Bij receptor tyrosine kinases (RTK) leidt ligand-geïnduceerde homodimerisatie tot activatie van signaalroutes. Ook sommige enzymen en transcription factors functioneren als homodimers of worden allosterisch geregeld via dimerisatie.

Detectie en onderzoek: Dimerisatie wordt bestudeerd met technieken zoals analytische ultracentrifugatie, SEC-MALS, X-ray kristallografie, cryo-EM, NMR, FRET en kruis-links mass spectrometrie.

Ziekte en therapeutisch belang: Abnormale homodimerisatie kan bijdragen aan ziekteprocessen zoals kanker; therapeutische strategieën richten zich daarom soms op het remmen of moduleren van dimerisatieinterfaces.