De lipidankrede proteinene er proteiner lokalisert på begge sider av plasmamembranen og som er bundet av kovalent til lipidene i denne membranen . Lipidavslutningen av disse proteinene settes inn i strukturen til lipid-dobbeltlaget og finner sted blant de alifatiske kjedene til de andre fettsyrene som utgjør den. Membranlipiden tjener således til å forankre proteinet til plasmamembranen. Dette er proteolipider .
De gruppene lipid som er involvert i interaksjonen av proteinet og kan bidra til den biologiske funksjonen av proteinet til hvilket de er knyttet til. Lipiden kan også formidle membranassosiasjon eller som en determinant for visse protein-protein-interaksjoner . For eksempel kan lipidgrupper spille en viktig rolle i å øke hydrofobisiteten til et molekyl, noe som gjør at proteindomener kan samhandle med biologiske membraner. Lipidering kan også isolere et enzym fra substratet , som inaktiverer enzymet.
Tre hovedtyper lipidankrede proteiner er kjent : prenylerte proteiner, acylerte proteiner og glykosylfosfatidylinositol (GPI) forankrede proteiner .
Proteiner prenylerte er proteiner med polymert hydrofobt av isopren - forgrenede enheter til fem karbonatomer - er bundet kovalent til en eller flere rester av cystein . Spesielt er disse gruppene isoprenoid , farnesyl generelt (tre isoprenenheter) og geranylgeranyl (fire isoprenenheter) koblet til proteinet ved å koble tioeter ved cysteinrester nær slutten av C- terminalen til proteinet. Prenylering av proteiner letter deres interaksjon med membraner.
Motivene "CaaX box" -typen er de vanligste proteinprenyleringsstedene, med prenylgrupper som binder til cysteinrester av CaaX-bokser. Den CAAX-motivet er sammensatt av fire amino -syreester : C representerer et cystein; a representerer hvilken som helst alifatisk aminosyre ; og X representerer en rest hvis natur bestemmer typen prenylering som skal forekomme på proteinet: hvis det er en rest av alanin , metionin , serin eller glutamin, vil proteinet farnesyleres av en farnesyltransferase (en) , mens det er en leucin rest, så vil proteinet være geranylgeranyl av en type 1 geranylgeranyltransferase . Disse to enzymene er like, hver inneholder to underenheter .
De prenylerte proteinene er spesielt viktige for vekst, differensiering og morfogenese av celler av eukaryoter . Prenylering av proteiner er også en reversibel endring etter translasjon av visse membranproteiner . Den dynamiske interaksjonen mellom prenylerte proteiner og plasmamembraner er en viktig prosess i cellesignalering som ofte forstyrres i sykdommer som kreft . Spesielt blir Ras-proteiner prenylert av farnesyltransferase (fr), og når de aktiveres, aktiverer de også gener involvert i cellevekst og differensiering, og derfor kan overaktivering av Ras-proteiner indusere kreft, forståelse av rollen og funksjonen til disse prenylerte proteiner som har vært et viktig element i utviklingen av visse anticancer legemidler .
I tillegg til Ras-proteiner, er Rab-proteiner og Rho (in) prenylerte og laminae .
Proteiner acylerte er proteiner som har gjennomgått post-translasjonell modifikasjon fører til kovalent binding av en fettsyre med en eller flere rester av aminosyrer . Fettsyrene som oftest bundet til proteiner er myristinsyre og palmitinsyre , C 14 mettede fettsyrer.og i C 16henholdsvis. Proteiner kan knyttes til en eller begge av disse fettsyrene samtidig.
Den N -myristoylation, det vil si, den kovalente bindingen av myristinsyre til et protein, er en irreversibel endring som vanligvis oppstår under biosyntesen av proteiner i hvilken myristinsyre er bundet til gruppen a- amin en rest av glycin N - terminal gjennom en binding amid . Denne reaksjonen tilrettelegges av glykylpeptidet N- tetradekanoyltransferase 1 (en) og gjelder proteiner hvis sekvens vanligvis begynner med Met - Gly med en serin- eller treoninrest i posisjon 5. De N- myristoylerte proteiner er involvert i kaskadene av signaltransduksjon , protein -proteininteraksjoner, og mekanismer som regulerer målretting og funksjon av protein. Dette er for eksempel tilfelle med apoptose , eller programmert celledød. Myristoylering av BID-protein (in) markerer proteinet som skal flyttes til den ytre mitokondriale membranen og frigjør cytokrom c , som igjen utløser celledød. De actin og gelsolin også involvert i apoptose som svar på myristoylering.
Den S -palmitoylation, det vil si, den kovalente bindingen av palmitinsyre til et protein, er en post-translasjonell modifikasjon vendbar i løpet av hvilken en palmitinsyre molekyl er bundet til en rest av cystein bestemt ved hjelp en tioester -binding . Vi snakker også om S -acylering (en) når andre fettsyrekjeder også er knyttet til palmitoylproteiner. En konsensus-sekvens for proteinpalmitoylering er ikke identifisert . Palmitoylerte proteiner finnes primært på den cytosoliske siden av plasmamembranen , hvor de spiller en rolle i cellesignalering . Palmitoyl-gruppen kan spaltes av palmitoyl-proteintioesteraser (en) . Det antas at denne depalmitoylering kan regulere interaksjonen av proteinet med membranen og dermed virke på transmembran signalering.
Palmitoylering er også involvert i reguleringen av lokalisering, stabilitet og intracellulær sirkulasjon av proteinet. Palmitoylering forekommer for eksempel i grupperingen av proteiner i synapsen , der den spiller en rolle i cellesignalering. Når protein PSD-95 (in) palmitoyleres, er det således begrenset på membranen og lar det binde seg til ionekanaler og akkumuleres ved den postsynaptiske membranen, slik at palmitoylering kan gripe inn i reguleringen av nevrotransmitterfrigivelse .
Palmitoylering modulerer affiniteten til et protein for lipidflåter og letter agglomerering av proteiner. Agglomerering av proteiner kan fremme samlingen av to molekyler eller tvert imot isolere et protein fra substratet . For eksempel flytter palmitoylering av fosfolipase D dette enzymet bort fra fosfatidylkolin , som er dets substrat; når kolesterolnivået synker eller nivået av fosfatidylinositol-4,5-bisfosfat (PIP 2) øker, blir den intracellulære lokaliseringen av de palmitoylerte proteinene modifisert og enzymet beveger seg i retning av PIP 2, som får det til å møte fosfatidylkolin: det er en aktivering ved presentasjon av substratet (in) .
Proteiner bundet til et glykosylfosfatidylinositol (GPI) komplekset blir koblet ved hjelp av en amid- binding på den C- terminale karbonyl- gruppe . Dette GPI-komplekset består av flere komponenter som er sammenkoblet: et fosfoetanolamin , et lineært tetraholosid bestående av tre rester av mannose og en rest av glukosamin og en fosfatidylinositol . Fosfatidylinositol- gruppen er knyttet til det ikke- N- acetylerte glukosaminet av tetraholosid gjennom en osidisk binding . Det dannes en fosfodiesterbinding mellom fosfoetanolamin og mannose ved den ikke-reduserende enden av tetraholosidet. Fosfoetanolaminen blir deretter bundet til den C- terminale karboksylen av proteinet gjennom en amidbinding.
Binding av proteinet til GPI oppnås ved hjelp av et GPI-transamidase-kompleks. Fettsyrekjedene av fosfatidylinositol settes inn i den ytre brosjyren til lipid-dobbeltlaget i plasmamembranen , som forankrer proteinet til sistnevnte.
De osidiske restene av tetraholosid og fettsyrerester av fosfatidylinositolgruppen varierer avhengig av proteinet. Det er dette strukturelle mangfoldet som gir GPI-forankrede proteiner et bredt utvalg av biologiske funksjoner, inkludert å virke som hydrolaser , celleadhesjonsproteiner , reseptorer , proteaseinhibitorer og komplement regulatoriske proteiner (in) .
GPI-forankrede proteiner spiller også viktige roller i embryogenese , neurogenese , utvikling , immunsystem og befruktning . Mer presist, GPI-forankring av proteinet Junon (en) av egget spiller en avgjørende rolle i fusjonen av sædcellen med egget. Frigjøringen av dette proteinet fra GPI-ankeret til plasmamembranen i egget blokkerer fusjonen av sistnevnte med sædceller, noe som kan bidra til blokkering av polyspermi .