Proteinsequenz

Proteinsequenz bezeichnet die lineare Abfolge der Aminosäurereste, aus denen ein Protein aufgebaut ist. Sie bildet die Primärstruktur des Proteins und reicht vom N-Terminus zum C-Terminus. Die Sequenz wird üblicherweise durch Aminosäurecodes beschrieben, entweder im One-Letter-Code (A, R, N, D, ...) oder im Drei-Buchstaben-Code (Ala, Arg, Asn, Asp, ...). Die Proteinsynthese wird durch die genetische Information der DNA festgelegt und erfolgt in der Regel durch Transkription in mRNA und anschließende Translation am Ribosom. Typischer Start ist Methionin (AUG); Stoppsignale beenden die Kette.

Die Aminosäuresequenz bestimmt die Faltung des Proteins und damit seine Struktur, Stabilität und Funktion. Länge, Muster und chemische Eigenschaften der Reste beeinflussen, wie das Protein bindet, katalysiert oder interagiert. Kurz gesagt: Die Sequenz legt großteils fest, wie das Protein arbeitet.

Methoden zur Bestimmung der Proteinsequenz umfassen experimentelle Ansätze wie Edman-Abbau (N-terminales Sequenzieren) und Massenspektrometrie mit Tandem-MS. Heutzutage erfolgt die Sequenzierung oft indirekt durch Abgleich der Protein- mit der genomischen Sequenz (Inferenz aus DNA/RNA) oder durch de novo MS-Sequenzierung. Posttranslationale Modifikationen (z. B. Phosphorylierung, Glykosylierung) können die funktionale Sequenz des Proteins beeinflussen, und viele Proteine enthalten Signalpeptide oder werden nach der Synthese proteolytisch bearbeitet. Alternative Splicing kann mehrere Isoformen der Proteinsequenz erzeugen.

Die Proteinsequenz wird in der Bioinformatik zum Vergleich von Proteinen zwischen Arten, zur Ableitung evolutionärer Beziehungen, zur Vorhersage von Strukturen und funktionellen Motiven verwendet. Konservierte Sequenzmotive weisen oft auf gemeinsame Funktionen hin. Abweichungen in der Sequenz können zu unterschiedlicher Stabilität, Interaktionen oder Krankheiten führen.