Membranverankerung

Membranverankerung bezeichnet die Verankerung von Molekülen in Zell- oder Organellmembranen. Sie dient der Lokalisierung, Stabilisierung und Funktion von Proteinen sowie der Organisation der Membranoberfläche. Die Verankerung kann durch verschiedene Mechanismen erfolgen, die je nach Proteinfamilie und Membrandomäne variieren.

Grundtypen der Verankerung sind transmembrane Proteine, periphere Membranproteine und GPI-ankerierte Proteine. Transmembrane Proteine durchqueren die Lipiddoppelschicht und besitzen typischerweise eine oder mehrere hydrophobe Transmembrandomänen, die eine stabile Integration in der Membran ermöglichen. Periphere Membranproteine verankern sich durch Lipidanker (etwa Myristoyl-, Palmitoyl- oder Prenylreste) oder durch Bindung an Membranproteine oder -lipide, oft vermittelt durch Adapterproteine. GPI-ankerierte Proteine sitzen an der äußeren Membranoberfläche und sind über den GPI-Lipidanker befestigt. Zusätzlich können periphere Proteine über Wechselwirkungen mit dem Zytoskelett (z. B. über Ezrin/Radixin/MMO) an der Membran fixiert sein und so Form und Mechanik der Membran beeinflussen.

Funktionell tragen Membranverankerungen zur Signalvermittlung, Rezeptororganisation, Adhäsion und Vesikulentransport bei. Sie ermöglichen die Bildung von Mikrodomänen, die effiziente Signalübertragung und eine koordinierte Reaktion auf mechanische Reize. Die Verankerung ist oft dynamisch und wird durch enzymatische Modifikationen von Lipidankern oder durch Änderungen in der Cytoskelettbindung reguliert. Störungen der Membranverankerung können zu fehlerhafter Lokalisierung, gestörter Signalweiterleitung oder veränderter Membranmechanik beitragen.