b a c - repOSitorium - Universität Osnabrück

1 Einleitung
Orientierung des Vorstufenproteins im Translokationskanal über die Signalsequenz de-
terminiert, ein entscheidender Faktor bei der Insertion von Membranproteinen (Hessa
et al., 2007; Lundin et al., 2008).
Die Signalsequenzen löslicher Proteine sowie von Typ I/Typ II Membranproteinen wer-
den während der Translokation vom Signalpeptidase-Komplex (SPC) proteolytisch ab-
gespalten (Alder und Johnson, 2004; siehe 1.2.2). Im Gegensatz dazu dient bei Signal-
Anchor Membranproteinen die Transmembranhelix als Signalsequenz, eine Prozessie-
rung durch den SPC findet nicht statt (Alder und Johnson, 2004). Tail-Anchor Mem-
branproteine tragen ebenfalls keine prozessierbare N-terminale Signalsequenz. Ihre Ziel-
steuerung wird stattdessen sowohl über die Eigenschaften der Transmembrandomäne
als auch über den kurzen C-Terminus vermittelt (Borgese et al., 2003).
Die Adressierung der Präproteine kann über verschiedene Modifikationen der Signalse-
quenzen vor der Translokation reguliert werden. Phosphorylierung oder Myristoylierung
bilden beispielsweise die Grundlage für Dual-targeting Mechanismen von Proteinen, die
sowohl an das ER als auch mitochondriell adressiert werden (Anandatheerthavarada et
al., 1999; Colombo et al., 2005).
1.2.2 Der cotranslationale Transport
Das Targeting der am Exit-Tunnel cytosolischer Ribosomen naszierenden Vorstufenpro-
teine an die ER-Membran bildet den ersten Schritt im cotranslationalen Translokations-
mechanismus. Dabei erkennt und bindet der signal recognition particle die N-terminale
Signalsequenz, sobald diese den Exit-Tunnel des Ribosoms verlässt. Beim SRP handelt
es sich um einen Ribonucleoproteinkomplex für dessen Funktionalität die Untereinheit
SRP54 und die Alu-Domäne von besonderer Bedeutung sind. Die SRP54-Untereinheit
vermittelt sowohl die Wechselwirkung mit der Signalsequenz am Ribosom (Clemons et
al., 1999) als auch mit dem Translokon, während die Alu-Domäne mit der Bindestelle
für Elongationsfaktoren am Ribosom interagiert (Halic et al., 2004; Terzi et al., 2004)
und damit einen Stopp der Translation (translational arrest; Walter und Blobel, 1981;
Mason et al., 2000) auslöst. Lakkaraju et al. (2008) haben postuliert, dass dabei die
Proteintranslokationsrate im Bezug zur Konzentration freier SRP im Cytosol reguliert
wird und es zu einer Vorsortierung der Vorstufenproteine kommt.
Die Bindung des SRP an den SRP-Rezeptor (SRP-R) in der Membran des Endoplas-
matischen Retikulums führt den Komplex aus Ribosom und naszierender Kette an das
Translokon. Dem membranständigen ERj1 wird ebenfalls eine Funktion bei der Koordi-
nierung des Ribosom-Translokon-Komplexes zugeschrieben (Blau et al., 2005; Dudek et
al., 2005). Darüber hinaus hat ERj1 über die entsprechende Interaktion mit dem Ribo-
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