palmitoylproteiinien

Palmitoylaatio on proteiinien posttranslaationaalinen modifikaatio, jossa palmitiinihappo kiinnittyy kovalenttisesti proteiinin cysteiinin sivuketjuun S-palmitoylaationa (tioesterisidos). Tämä modifieri on dynaaminen ja palautuva, ja sen tilaa voivat muuttaa solun tilat sekä erilliset entsyymijärjestelmät. Palmitoylaatio esiintyy laajasti; yksittäisillä proteiineilla se voi olla välttämätön mielenkiintoisen membranaarisen lokalisaation saavuttamiselle, mutta se voi myös säätää proteiinin vuorovaikutuksia ja toimintaa.

Palmitoylaation pääasiallinen vaikutus on proteiinin membranaarinen kohdentuminen ja liikkuvuus. S-palmitoyloidut proteiinit voivat siirtyä eri kalvonalaiden välillä ja löytää oikeisiin alayksikköihin sekä signaaliketjuihin. Tämä muuttaa usein proteiinin toiminnallista tilaa, vakauden sekä protein–protein-suhteita. Palmitoylaatio on erityisen tärkeä monien signaaliproteiinien, G-proteiinien ja Ras-siiniaalojen säätelyssä sekä synaptisissa proteiineissa, joissa ajoitettu membranaarinen kohdentuminen on kriittistä.

Säätelyyn osallistuvat pääasiassa zDHHC-perheen acyyli-transferaasit, jotka katalysoivat palmitoylaation kytkyä. Depalmitoylaatio tapahtuu useiden depalmitoylaatioentsyymien, kuten APT1/LYPLA1 ja APT2/LYPLA2 sekä ABHD-proteiinien kautta, jolloin palmitoyliryhmä poistuu. Näiden kiertojen tasapaino vaikuttaa proteiinien paikallisuhteisiin ja solun tiloittain tapahtuvaan signaalin kulkuun.

Tutkimuspalmitoylaation havainnointiin hyödyntää ABE- ja acyl-RAC -lähestymistapoja sekä massan tunnistuslukemien yhdistelmiä ja perifidaalisten merkintämenetelmiä kuten 17-odyaa. Näillä menetelmillä voidaan kartoittaa palmitoyl-proteiinien kirjasto ja seurata dynamiikkaa solun eri tiloissa.

Biologinen ja kliininen merkitys on laaja: palmitoylaation säätely on olennaista kehityksessä, hermosolujen toiminnassa ja monien sairauksien, kuten syövän ja neurodegeneratiivisten häiriöiden, taustalla. Epäonnistuessaan tasapainossa palmitoylaatio voi johtaa virheelliseen proteiinien kohdentumiseen ja signaalielinten häiriöihin. Palmitoylproteiinien tutkimus tarjoaa siten näköaloja sekä perussääntelyn että mahdollisten terapeuttisten kohteiden ymmärtämiseen.