Was ist die transmembrane „Positive-Inside-Regel“ heutzutage? Hat sich die Definition im Laufe der Zeit geändert?

Erste Definition.

Zwei Veröffentlichungen von Heijne in den Jahren 1989 und 1992 prägten die „Positive-Inside-Regel“ und zeigten ihren praktischen Wert bei der Topologievorhersage von Transmembranhelices. Es wurde klar definiert und nachgewiesen, dass bei Bakterien die positiv geladenen Reste häufiger auf der "Innenseite" einer Membran gefunden wurden (eher im Zytoplasma als im Periplasma).

Neuere Literatur.

Es scheint jedoch, dass sich das Gebiet von der Idee „innerhalb des Kompartiments“ hin zu „innerhalb des Zytoplasmas“ bewegt hat, als mehr Daten verfügbar wurden. In einer Übersicht aus dem Jahr 2006 beschreibt sogar von Heijne einige Transmembranhelices als an die positive innere Regel gebunden, da ihre positiv geladenen Reste im Zytoplasma waren, obwohl sie nie ausdrücklich von der ursprünglichen Definition zurückgehen. Eine ähnliche Übersicht von Heijne aus dem Jahr 2007 bietet eine definitivere Verfeinerung der Regel, entfernt jedoch das Konzept von der Anwendbarkeit auf subzelluläre Membranen.

...die Schleifen, die die Helices verbinden, unterscheiden sich in der Aminosäurezusammensetzung, je nachdem, ob sie zur Innenseite oder zur Außenseite der Zelle zeigen (die „Positiv-Inside“-Regel).

Wir sind jetzt mit einer unangenehmen Regel konfrontiert, die Proteine ​​an anderer Stelle im sekretorischen Weg oder in den anderen Organellen nicht berücksichtigt. Alle diese Proteine ​​befinden sich in der Zelle.

Noch jüngere groß angelegte Analysen von Transmembranhelices von verschiedenen biologischen Membranoberflächen, Sharpe et al., 2010 und Baeza-Delgado et al., 2013 , zeigen, dass die Ansammlung positiver Ladung zytosolisch ist, anstatt sie im Hinblick auf das Innere zu diskutieren das Fach. Beide Papiere sagen immer noch, dass sie die positive Insider-Regel bestätigen.

Frage.

Mir scheint, dass die Definition etwas schlampig ist und allgemein verwendet werden kann, um "im Zytoplasma" zu sagen, obwohl Veröffentlichungen zögern, die Regel klar zu definieren. Wurde die Definition jemals ausdrücklich geändert oder hat das Feld stillschweigend geändert, was „innen“ bedeutet? ... oder habe ich etwas komplett falsch interpretiert? Wie passen die Organellen in eine dieser Definitionen?

Antworten (1)

Ich glaube, Sie haben den "Inside"-Teil der "Positiv-Inside-Regel" missverstanden. Vielleicht, weil "innen" ja ein ungenauer Begriff ist (aber jetzt ist es Geschichte und lässt sich nicht mehr ändern ;) ). Um es etwas besser zu verstehen, hilft es, sich über die Topologie der Membran Gedanken zu machen. Während der Synthese werden die meisten Membranproteine ​​(abgesehen von peroxisomalen und mitochondrialen Proteinen, die ein ganz anderes Thema sind) durch das Sec-Translokon in die ER-Membran eingefügt. Die Teile des Membranproteins, die dem Lumen ausgesetzt sind, werden durch das ER und den Golgi-Apparat gereift, um auf der extrazellulären Oberfläche präsentiert zu werden. Sekretorische Proteine ​​(diejenigen, die letztendlich aus der Zelle exportiert werden) werden auf ähnliche Weise hergestellt, außer dass sie das Translokon vollständig passieren und im ER-Lumen landen. Deshalb, das Lumen des ER (und folglich das Lumen anderer Endomembrankompartimente) sind topologisch konsistent mit dem extrazellulären Raum, "außerhalb" und nicht dem "inneren" der Zelle. Vielleicht ist es am einfachsten auf einem Bild zu sehen (ausgeliehen von hier:http://www.bioon.com/book/biology/mboc/chapter12/figure12-4.gif ) Topologie der ZellmembranRosa gefärbt sind Kompartimente, deren Topologie mit der "Außenseite" übereinstimmt, und grau gefärbt sind Kompartimente, deren Topologie mit der "Außenseite" übereinstimmt. Innerhalb". Bei Membranproteinen, die beispielsweise im Endosom gefunden werden, sind Aminosäurereste im Lumen tatsächlich "außen" und nicht "innen". Es ist wahr, dass dies für diejenigen, die nicht tief in das Gebiet eingetaucht sind, möglicherweise nicht sofort klar ist. Da in den ersten Studien Bakterien verwendet wurden, die keine membranumschlossenen subzellulären Kompartimente haben, war „innen“ einfach und sinnvoll. Vielleicht wäre die "Positiv-im-Zytoplasma-Regel" genauer gewesen. Hoffe das hilft!