Untereinheitszusammensetzung

Untereinheitszusammensetzung bezeichnet in der Biochemie die Zusammenstellung der einzelnen Untereinheiten eines Makromolekülkomplexes. Sie umfasst die Identität, Anzahl und das Verhältnis der Untereinheiten sowie optionale Isoformen oder Ersatzsubeinheiten, die je nach Organismus, Gewebe oder Aktivierungszustand variieren können. Die Untereinheiten sind meist durch Gene codiert; ihre Assemblierung erfolgt in kontrollierten Schritten, und die spezifische Zusammensetzung beeinflusst Stabilität, Katalyse und Regulation des Komplexes.

Viele Makromoleküle sind multimerisch aufgebaut. Kernkomponenten bestehen oft aus konservierten Untereinheiten, während zusätzliche oder alternative Subeinheiten die Funktion modulieren. Veränderungen der Untereinheitszusammensetzung könnenGewebe- oder Zustandsspezifisch sein und bestimmte Zelltypen oder Aktivierungszustände widerspiegeln. Variationen können die Interaktionen mit Partnerproteinen, die Substratspezifität oder die Reaktionskinetik beeinflussen.

Beispiele hierfür finden sich in der Ribosomenmaschinerie: In Bakterien besteht der Ribosom-Komplex aus der kleinen Untereinheit 30S und der großen Untereinheit 50S, in Eukaryoten aus 40S und 60S. Die Proteasomen enthalten den 20S-Kernpartikel in Kombination mit regulatorischen Partikeln wie dem 19S-Teil, und Immunproteasomen verwenden teilweise andere beta-Untereinheiten. Weitere komplexe Assemblierungen zeigen ebenfalls substitutionsbasierte Unterschiede in der Untereinheitszusammensetzung.

Methodisch lässt sich die Untereinheitszusammensetzung mit massenspektrometrischer Proteomik, Kreuzvernetzungsmassspektrometrie, Co-Immunopräzipitation sowie Hochauflösungsstrukturbildgebung wie Cryo-Elektronenmikroskopie oder Röntgenkristallographie untersuchen.

Relevanz besteht in der Funktions- und Regulationsauffassung von Makromolekülkomplexen; fehlerhafte Untereinheitszusammensetzung kann zu Dysfunktionen und Krankheiten beitragen. See also: Ribosom, Proteasom, Makromolekülkomplexe.