Scaffoldingproteiineja

Scaffoldingproteiineja eli tukirakenteina toimivia proteiineja ovat solujen adaptoriproteiinit, jotka kokoavat yhteen useita entsyymejä, reseptoreita ja muita osallistuvia molekyylejä. Ne voivat muodostaa suuria monoproteiinikomplekseja ja ohjata signaalireittejä sekä biokemiallisia reittejä pitämällä osallistuvat komponentit lähekkäin oikeassa kontekstissa. Näiden proteiinien tehtävä on järjestää ja koordinoida molekyylien vuorovaikutuksia, jotta reaktiot tapahtuvat tehokkaasti ja paikallisesti.

Toiminta perustuu runsaaseen vuorovaikutusverkostoon, jonka avulla scaffolding-proteiinit lisäävät spesifisyyttä ja nopeutta sekä rajoittavat signaalin crosstalkia eri reitien välillä. Ne säätävät proteiinien paikallistumista solun sisällä, modifioivat signaalin keston ja dynamiikan sekä mahdollistavat’ spatiotaktisen kontrollin solukomponenttien välillä. Monissa tapauksissa scaffolding-proteiinit eivät ole itse entsyymejä, vaan toimivat rakenteellisina välittäjinä ja koordinaattoreina.

Rakenne ja ominaisuudet voivat olla monimuotoisia: niillä on useita sitoutumispaikkoja ja moduuleja, kuten SH3, PDZ, WD40 sekä coiled-coil -domäeneja. Tämä modulariteetti mahdollistaa eri proteiinien ja polttoaineiden kokoamisen eri konteksteihin ja solutyypeissä. Esimerkkejä ovat AKAP:t, jotka kiinnittävät PKA:n ja muut entsyymit tiettyihin solukudoksiin; PSD-95 synapsissa NMDA-reseptorin ja muiden kanavien järjestäjiä; Gephyrin geeniraatioitumistehtävissä; β-arrestiinit GPCR-signaalin siirtovuorovaikutuksissa; IQGAP1 aktiini- ja MAPK-signaalin koordinaattorina.

Merkitys terveydelle ja tutkimukselle on merkittävä: virheet scaffold-proteiineissa voivat johtaa signaalivirheisiin ja liittyä muun muassa neurodegeneratiivisiin sairauksiin, syöpään sekä kehityshäiriöihin. Tutkimuksessa niiden vuorovaikutuksia kartoitetaan esimerkiksi immunopreeitipainon, massaspektrometria ja FRET-tekniikoiden avulla.

---