MultiProteinKomplexe

Multiproteinkomplexe sind Zusammenschlüsse aus zwei oder mehr Proteinen, die durch direkte Wechselwirkungen eine funktionale Einheit bilden. Sie können stabil persistieren oder dynamisch zusammengebaut und abgebaut werden. Oft benötigen sie zusätzliche Cofaktoren, Nukleinsäuren oder Lipide, um Aktivität oder Struktur zu ermöglichen.

Strukturell zeigen viele Komplexe eine modulare Architektur: ein zentrales Gerüst aus Kernsubeinheiten, an das periphere Untereinheiten gebunden sind. Die Zusammensetzung, Stoichiometrie und Konfiguration kann je nach Zelltyp, Entwicklungsstand oder Umweltbedingungen variieren. Interaktionen zwischen Untereinheiten ermöglichen Allostereffekte und Kooperation, wodurch die Aktivität fein reguliert wird.

Funktionen reichen von Katalyse über Regulierung bis zu Transport, Assemblierung von Nukleinsäure-basierten Maschinen und Organisation zellulärer Prozesse. Beispiele sind der Ribosom-Komplex, der Proteasom-Komplex, der RNA-Polymerase-II-Präinitiationskomplex sowie Chromatin-Remodelling-Komplexe wie SWI/SNF. In der Mitochondrienmembran bilden sich Respiratorische Superkomplexe, die die Elektronentransportkette effizienter arbeiten lassen.

Störungen oder Mutationen in Multiproteinkomplexen sind mit Krankheiten assoziiert, darunter Krebs, neurologische Störungen und Entwicklungsdefekte. Die dynamische Natur vieler Komplexe erschwert ihre vollständige Charakterisierung; dennoch sind sie zentrale Ziele in der biomedizinischen Forschung und in der Arzneimittelentwicklung.

Methoden umfassen kryoelektronenmikroskopie, Röntgenkristallographie, massenspektrometrie-gestützte Proteomik, Kreuzvernetzung, Affinitätsreinigung und integrative Modellierung, die Daten aus mehreren Techniken kombinieren.