RabGTPasen

RabGTPasen sind eine Familie von kleinen GTPasen, die den vesikulären Transport in eukaryotischen Zellen regulieren. Sie gehören zur Ras-superfamily und sind an der Identität von Organellen sowie an der Organisation von Membransystemen beteiligt. Weltweit gibt es zahlreiche RabGTPasen, von denen jedes an spezifische Transportwege gekoppelt ist.

Funktionsprinzip: RabGTPasen wechseln zwischen einem aktivem GTP-gebundenen Zustand und einem inaktivem GDP-gebundenen Zustand. Der Wechsel wird durch GEFs (Guanin-Nucleotide-Austauschfaktoren) gesteuert, die RabGTPasen aktivieren, und durch GAPs (GTPase-activating proteins), die GTP hydrolysieren. Im inaktiven Zustand liegen RabGTPasen oft im Zytosol an GDI-Proteinen gebunden vor und werden durch prenylierte C-terminalen Enden an Membranen verankert, wenn sie aktiv werden.

Aktives RabGTPase bindet spezifische Effektoren, darunter Tethering-Faktoren, Motorprotein-Adapatoren und SNAREs, wodurch Schritte der Vesikelbildung, Transport, Anheftung an Zielmembranen und Fusion koordiniert werden. Die Lokalisierung der RabGTPasen auf bestimmten Membranen verleiht Organellen spezifische Identität, z. B. Rab5 auf frühen Endosomen, Rab7 auf späten Endosomen/Lysosomen, Rab1 auf dem ER–Golgi-Transportweg und Rab11 auf recyclingendosomalen Pfaden; Rab27A ist mit sekretorischen Granula-Transporten verknüpft.

Bedeutung und Erkrankungen: Fehlregulationen der RabGTPasen oder mutierte Rab-Proteine können zu neurodegenerativen Erkrankungen, Immun- und Hautstörungen sowie zu verschiedenen Krebsarten beitragen. Studien zu RabGTPasen helfen, die Grundlage intrazellulärer Traffickingwege besser zu verstehen.