Multipassmembranproteiner

Multipassmembranproteiner är membranproteiner som passerar cellmembranet flera gånger, vanligtvis med mellan 3 och 12 transmembrana segment. De utgör en bred grupp av proteiner som kan fungera som transportörer, jonkanaler, receptorer eller enzymer i membranmiljön.

Struktur och topologi: Transmembrana segment är vanligtvis hydrophoba alfa-helixar. Topologin bestäms under proteinkroppens syntes i endoplasmatiska retikulum hos eukaryoter eller i cytoplasmatiska membran hos prokaryoter, ofta med start- och stop-transfer-signaler som styr hur proteinet sitter i membranet. Positive-inside-regeln beskriver att positiva laddningar oftare lokaliseras på cytosolsidan. Många multipassmembranproteiner bildar komplexa arkitekturer som går igenom membranet flera gånger och skapar portar, pumpar eller receptorytor.

Funktioner: Dessa proteiner kontrollerar flödet av ämnen och information över membranet samt fungerar som katalytiska ytor i membranmiljön. Exempel är G-protein-kopplade receptorer med sju transmembrana segment, MFS-transportörer som vanligtvis har 12 segment och aquaporiner som bildar vattenkanaler. ABC-transportörer består av två transmembrana domäner och två nucleotide-binding domains och inkluderar CFTR, som fungerar som kloridkanal i vissa vävnader.

Betydelse och forskning: Multipassmembranproteiner är vanliga mål för läkemedel och spelar centrala roller i nästan alla biologiska processer. Mutationer kan orsaka olika sjukdomar och påverka läkemedelsrespons. Studier av deras struktur och mekanism kräver tekniker som cryo-elektronmikroskopi och avancerad biokemi för att kartlägga arkitektur, topologi och dynamik.