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Proteinsysteme

Proteinsysteme bezeichnet Zusammenschlüsse von Proteinen, die gemeinsam eine biologische Funktion erfüllen. Dazu gehören Proteinkomplexe, Netzwerke aus Protein-Interaktionen und Signalwege. Proteinsysteme arbeiten als modulare Bausteine in Zellen, wobei ihre Bestandteile spezifische Rollen übernehmen, sich dynamisch zusammensetzen und zeitlich koordiniert reguliert werden.

Typische Merkmale sind definierte Untereinheitenverhältnisse, Bindungsstellen, Regulation durch posttranslationale Modifikationen sowie allosterische Wechselwirkungen. Die Assemblierung und

Wichtige Beispiele umfassen Ribosomen und das Proteasom als zentrale Proteinmaschinen, Chaperon-Komplexe wie Hsp60/Hsp70, sowie mitochondriale Respirationskomplexe.

Die Erforschung von Proteinsystemen nutzt Proteomik und Interactomik, Massenspektrometrie, Kreuzvernetzung, Yeast- oder Mammalian-Two-Hybrid-Ansätze sowie Co-Immunopräzipitationen. Computergestützte

Das Verständnis von Proteinsystemen ist grundlegend für die Biologie, da Fehlfunktionen zu Krankheiten wie Neurodegeneration, Krebs

Zerlegung
von
Proteinsystemen
erfolgt
kontrolliert,
wodurch
Effizienz,
Spezifität
und
Reaktionsgeschwindigkeit
in
zellulären
Prozessen
gesteigert
werden.
In
Signalkaskaden
arbeiten
Proteine
wie
Rezeptoren,
Kinasen
und
Transkriptionsfaktoren
in
übergeordneten
Systemen
zusammen
(z.
B.
MAPK-Kaskaden).
Weitere
Proteinsysteme
betreffen
die
intrazelluläre
Trafficking-Maschinerie,
vesikuläre
Transporte
und
die
Proteostase,
zu
der
Chaperone,
das
Ubiquitin-Proteasom-System
und
Autophagie
gehören.
Netzwerkanalysen
helfen,
Interaktionsnetzwerke,
Knotenpunkte
und
Funktionsmodule
zu
identifizieren.
Öffentliche
Datenbanken
wie
STRING,
BioGRID
und
IntAct
sammeln
Interaktionen
und
liefern
kontextabhängige
Qualitätseinschätzungen.
Neue
Methoden
ermöglichen
systemnahe
Einblicke
in
Assemblierung,
Regulation
und
Fehlfunktionen
von
Proteinsystemen.
oder
Stoffwechselstörungen
beitragen
können.
Die
Kenntnis
von
Systemarchitekturen
unterstützt
Forschung,
Biomarker-Entwicklung
und
zielgerichtete
Therapien,
indem
sie
die
Komplexität
zellulärer
Prozesse
in
funktionale
Module
überführt.