Erhaltung von Proteindomänen in verschiedenen Proteinen

Eine Proteindomäne ist ein in sich geschlossener Abschnitt eines Proteins, der in der Lage ist, sich selbstständig in seine dreidimensionale Struktur zu falten.

Es gibt nur begrenzte Möglichkeiten, wie sich Proteindomänen falten können, da bestimmte spezifische dreidimensionale Anordnungen von Alpha-Helices, Beta-Faltblättern und Schleifen energetisch günstiger sind als andere. Es gibt Zehntausende verschiedener Proteine, aber es gibt weniger als 1500 bekannte Domänen, da ähnliche Domänen in vielen Proteinen vorkommen.

Proteine mit kurzen Aminosäuresequenzen haben wahrscheinlich nur eine Domäne, aber die Mehrheit der Proteine enthält mehrere Domänen mit unterschiedlichen Funktionen.

Die verschiedenen Domänen eines Proteins arbeiten zusammen, damit es seine Rolle erfüllen kann, und oft reguliert eine Domäne die Funktion einer anderen Domäne. Wenn beispielsweise ein Ligand an die Ligandenbindungsdomäne eines Rezeptors bindet, kann dies dazu führen, dass die enzymatische Funktion der katalytischen Domäne verbessert wird.

Die Proteindomänen haben sich als Module entwickelt, die neu angeordnet werden können, um neue Proteine mit einzigartigen Funktionen in einem Prozess zu erzeugen, der als Domänenmischen bezeichnet wird. Diese Einheiten verbinden sich in unterschiedlichen Ausrichtungen, abhängig von der Position der N- und C-terminalen Schwänze der Aminosäurekette.

Wenn sich der N-Terminus und der C-Terminus der Domäne in unmittelbarer Nähe befinden, endet das Protein als kompakte kugelförmige Struktur, während die N- und C-Termini an entgegengesetzten Enden der Domäne enden, wird die Gesamtstruktur länglich linear sein.

Src ist ein Protein, das drei verschiedene Proteindomänen enthält. Zwei dieser Domänen, die sogenannten Src-Homologie-Domänen SH2 und SH3, ermöglichen es Proteinen, die diese Domäne enthalten, an spezifische Sequenzen von Aminosäureketten zu binden.

Jede dieser Domänen ist über verschiedene Proteine hinweg konserviert. Die SH2-Domäne bindet an phosphorylierte Tyrosine und kommt in über 115 verschiedenen Proteinen vor. Die SH3-Domäne bindet an prolinreiche Sequenzen und kommt 300 Mal im menschlichen Genom vor.

Diese und andere Proteindomänen sind genetische Bausteine für die Herstellung von Proteinen, die mehrere Funktionen auf einzigartige Weise kombinieren.