Dominio transmembrana , a enciclopedia libre

Os dominios transmembrana realizan múltiples funcións, entre as cales están as seguintes:

• Ancorar as proteínas transmembrana á membrana.
• Facilitar o transporte molecular de moléculas como ións e proteínas a través das membranas biolóxicas; xeralmente os residuos hidrófilos e sitios de unión nos DTMs axudan a este proceso.
• Transdución de sinais a través da membrana; moitas proteínas transmembrana, como os receptores acoplados á proteína G, reciben sinais extracelulares. Os DTMs propagan despois estes sinais a través da membrana para induciren un efecto intracelular.
• Asistir na fusión de vesículas; esta función dos DTMs non se comprende ben, pero demostrouse que son esenciais para a reacción de fusión, posiblemente como resultado de que os DTMs afectan a tensión da bicapa lipídica.^[2]
• Ser mediadores no transporte e selección de proteínas transmembrana; os DTMs funcionan en tándem con sinais selectivos citosólicos, e a lonxitude e a hidrofobicidade son os determinantes principais na selección do DTM. Os DTMs máis longos e máis hidrófobos axudan á selección de proteínas na membrana celular, mentres que os DTMs máis curtos e menos hidrófobos se utilizan para reter proteínas no retículo endoplasmático e o aparato de Golgi. O mecanismo exacto deste proceso aínda se descoñece.^[3]

As hélices transmembrana son visibles en estruturas de proteínas de membrana determinadas por difracción de raios X. Poden tamén predicirse baseándose en escalas de hidrofobicidade. Como o interior da bicapa e o interior da maioría das proteínas de estrutura coñecida son hidrófobos, suponse que un requisito é que os aminoácidos que se estenden por toda a membrana sexan tamén hidrófobos. Porén, as bombas de membrana e as canles iónicas tamén conteñen numerosos residuos cargados e polares dentro dos segmentos transmembrana xeralmente non polares.

O uso da "análise de hidrofobicidade" para predicir as hélices transmembrana permite a predición á súa vez da "topoloxía transmembrana" dunha proteína; é dicir, a predición de que partes dela fan protrusión dentro da célula, que partes fan protrusión cara ao exterior e cantas veces cruza a membrana a cadea proteica.

As hélices transmembrana poden tamén ser identificados in silico usando a ferramenta bioinformática TMHMM.^[4]

Como a tradución de proteínas ocorre no citosol (que é un ambiente acuoso), cómpre a actuación de factores que recoñecen o DTM e o protexen no seu ambiente hostil. Tamén son necesarios factores adicionais que permiten que o DTM sexan incorporados na membrana diana (é dicir, o retículo endoplasmático ou outros orgánulos).^[5] Os factores tamén detectan a pregadura incorrecta do DTM dentro da membrana e realizan funcións de control de calidade. Estes factores deben poder recoñecer un conxunto moi variable de DTMs e poden ser separados entre os activos no citosol e os activos na membrana.^[5]

Os factores de recoñecemento citosólico pénsase que utilizan distintas estratexias.^[5] Na estratrexia cotraducional o recoñecemento e protección ou escudamento están acoplados á síntese de proteínas. Os estudos de asociación de todo o xenoma indican que a maioría de proteínas de membrana que teñen como destino o retículo endoplasmático son conducidas por unha partícula de recoñecemento do sinal que está unida ao túnel de saída do ribosómico e inicia o recoñecemento e o escudamento a medida que se traduce a proteína. A segunda estratexia implica proteínas ancoradas por medio dunha cola, definidas por un só DTM localizadas preto ao carboxilo terminal da proteína de membrana. Unha vez que se completa a tradución, o DTM ancorado por unha cola permanece no túnel de saída ribosómico, e unha ATPase intervén en determinar o destino cara ao retículo endoplasmático. Exemplos de factores lanzadeira son o TRC40 en eucariotas superiores e o Get3 en lévedos. Ademais, os factores que se unen ao DTM protexen contra a agregación e outras interaccións distorsionadoras. A SGTA e a calmodulina son dous factores de unión a DTM xerais ben coñecidos. O control de calidade de proteínas de membrana implica factores de unión ao DTM que están ligados ao sistema de ubiquitinación e proteosoma.

Unha vez transportados, os factores axudan á inserción do DTM a través da capa hidrófila do grupo "cabeza" de fosfato da membrana de fosfolípidos.^[5] Os factores de control de calidade debe poder discernir a función e a topoloxía, así como facilitaren a extracción ao citosol. A partícula de recoñecemento de sinal transporta as proteínas de membrana á canle de translocación Sec, situando o túnel de saída proximal do ribosoma no poro central do translocón e minimizando a exposición do DTM no citosol. As insertases poden tamén mediar na inserción do DTM na bicapa lipídica. Entre as insertases están a YidC bacteriano, a Oxa1 mitocondrial e a Alb3 do cloroplasto, todas as cales están relacionadas evolutivamente. As familias de encimas con secuencia conservada Hrd1 e Derlin son exemplos de factores de control de calidade unidos á membrana.

• As tetraspaninas teñen 4 dominios transmembrana conservados.
• As proteínas do locus o do mildio (mlo) teñen 7 dominios transmembrana conservados que codifican hélices alfa.^[6]