ProteinKomplexes

Proteinkomplexe sind Ansammlungen von zwei oder mehr Proteinen, die durch spezifische Wechselwirkungen zu einer funktionellen Einheit zusammengelagert sind. Sie bilden oft die Quaternärstruktur eines Proteins und können aus identischen Untereinheiten (Homomultimer) oder aus unterschiedlichen Untereinheiten (Heteromultimer) bestehen. Neben Proteinen enthalten viele Komplexe Cofaktoren wie Metallionen, prosthetische Gruppen oder Coenzyme, die für die Aktivität unerlässlich sind.

Die Untereinheiten arbeiten in koordinierten Aufgaben. Die Assembly erfolgt schrittweise und wird häufig von Chaperonen begleitet. Die Stabilität des Komplexes ergibt sich aus Interaktionsoberflächen, Wasserstoffbrücken, ionischen Bindungen und manchmal allosterischen Effekten. Proteinkomplexe weisen oft spezifische Symmetrien auf und können flexible Konformationszustände annehmen, um verschiedene Funktionen zu ermöglichen.

Funktionen reichen von Katalyse über Transport und Signalübertragung bis hin zur Proteostase. Typische Beispiele sind das Ribosom, der Proteasom, Elektronentransportkomplexe der Atmungskette sowie membranständige Komplexe der Photosynthese. Viele Komplexe arbeiten als mikromotorische Maschinen, die Substratbindung, Umwandlung von Energie und Regulierungsprozesse koordiniert steuern.

Forschung und Methoden ermöglichen Einblicke in Struktur und Untereinheitenanordnung. Wichtige Techniken sind Kryoelektronenmikroskopie, Röntgenkristallographie und Grössenexklusionschromatographie, ergänzt durch Massenspektrometrie zur Untersuchung von Interaktionen. Regulation erfolgt durch posttranslationale Modifikationen, dynamische Untereinheiten-Exchange und allosterische Signale, die Aktivität und Assembly steuern.