Monotope Proteine

Monotope Proteine (engl.: monotopic proteins) sind eine Klasse der Integralen Membranproteine. Im Gegensatz zu den peripheren Proteinen sind integrale Proteine dauerhaft in der Membran verankert. Während die Transmembranproteine beide Lagen der Lipid-Doppelschicht durchziehen, befinden sich die monotopen Proteine nur in der Außenlage oder in der Innenlage der Doppelschicht. Manchmal werden die monotopen Proteine auch als eingelagerte Proteine bezeichnet (periphere Proteine nennt man dann entsprechend aufgelagerte Proteine). Je nachdem, ob sich ein monotopes Proteine auf der Außenseite der Zellmembran oder auf der Innenseite befindet, spricht man von Ecto- bzw. Endoproteinen.

Monotope Proteine können auf vier verschiedene Weisen in der Membran verankert sein
Foobar, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Dieses Bild aus der engl. Wikipedia zeigt vier verschiedene Weisen, wie monotope Proteine in der Zellmembran verankert sein können.

1. Eine amphipatische Helix liegt parallel zur Membranoberfläche (engl.: in-plane membrane helix).
2. Eine hydrophobe Schleife des Proteins ragt in die Membran hinein.
3. Ein Membranlipid ist kovalent mit dem Protein verbunden.
4. Das Protein ist durch elektrostatische Bindungen mit der Membran verbunden, oft spielen hier Ca²⁺-Ionen eine vermittelnde Rolle.

Die Möglichkeit 3 erinnert an Lipid-verankerte periphere Proteine. Nur können sich diese bei Bedarf oder bei Änderungen des äußeren Milieus aus der Membran lösen, während die monotopen Proteine permanent in der Membran verbleiben.

Das selbe gilt für die Möglichkeit 4. Auch viele periphere Proteine sind durch elektrostatische Wechselwirkungen locker an die Membran gebunden, durch Änderungen des pH-Wertes oder der Salzionen-Konzentration können sich sich leicht von der Membran lösen. Monotope Proteine sind dagegen durch die elektrostatischen Bindungen sehr fest an die Membran gebunden.