Untereinheiten

Untereinheiten sind die einzelnen Bausteine, aus denen größere Molekülkomplexe bestehen. In Biologie und Biochemie bezeichnet der Begriff strukturell eigenständige Komponenten, die zusammen einen funktionsfähigen Komplex bilden. Untereinheiten können Proteine, Ribonukleinsäuren oder andere Moleküle sein; häufig handelt es sich um Proteinkomplexe, die durch spezifische Wechselwirkungen stabilisiert werden.

Die Funktion eines Mehrteilchensystems ergibt sich oft erst durch das Zusammenwirken der Untereinheiten. Sie können katalytische Aktivitäten, strukturelle Stabilität, regulatorische Kontrolle oder Erkennung von Substraten vermitteln. Die Zusammensetzung variiert häufig, und verschiedene Untereinheiten tragen unterschiedliche Eigenschaften bei. In vielen Fällen werden Untereinheiten separat synthetisiert und erst im Reaktionsraum oder Organell zu einem funktionsfähigen Komplex zusammengesetzt.

Beispiele: Der Ribosomenkomplex besteht aus einer kleinen und einer großen Untereinheit; in Prokaryoten 30S und 50S (zusammen 70S) und in Eukaryoten 40S und 60S (zusammen 80S). Das Proteasom besteht aus proteolytischen Untereinheiten, die gemeinsam Proteine abbauen. Die ATP-Synthase enthält mehrere Untereinheiten, die den Protonentransfer ermöglichen. Antikörper bestehen aus zwei schweren und zwei leichten Untereinheiten, die zusammen die Antigenbindung ermöglichen.

Genetik und Evolution: Untereinheiten werden oft von eigenen Genen kodiert; verschiedene Untereinheiten können paralogische Familien bilden. Mutationen in einzelnen Untereinheiten können zu Funktionsstörungen der ganzen Struktur führen, weshalb Untereinheiten klinisch relevant sind. Ihr modularer Aufbau erlaubt evolutionäre Anpassungen.

Methoden: Strukturaufklärung erfolgt häufig durch Kryo-Elektronenmikroskopie, Röntgenkristallographie oder Massenspektrometrie; zusätzlich dienen Crosslinking-Ansätze und Biochemie der Untersuchung von Interaktionen und Assembly-Schritten.