proteine ​​ABC

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June 30, 2022

Le proteine ​​ABC (trasportatori di cassette leganti l'ATP, trasportatori ABC) sono membri della superfamiglia delle proteine, che è una delle famiglie più grandi e più antiche con rappresentanti in tutte le divisioni tassonomiche esistenti, dai procarioti all'uomo. I trasportatori ABC sono tipicamente costituiti da più subunità, una o due delle quali sono proteine ​​​​transmembrana e una o due sono ATPasi legate alla membrana. Le subunità ATPasi utilizzano l'energia di legame e di idrolisi dell'adenosina trifosfato (ATP) per traslocare vari substrati attraverso le membrane, per assumere o esportare substrati. La maggior parte, anche se non tutti, i sistemi hanno anche un recettore extracitoplasmatico, una proteina a cui si lega la soluzione. Alcune ATPasi omologhe funzionano in processi non correlati al trasporto, come la traduzione dell'RNA e la riparazione del DNA.Si ritiene che i trasportatori ABC facciano parte della superfamiglia ABC. Questo punto di vista si basa sulle loro sequenze proteiche e sull'organizzazione dei loro domini ATP-binding cassette (ABC), sebbene le proteine ​​di membrana integrali si siano probabilmente evolute in modo indipendente ad un certo punto, e quindi ci siano diverse famiglie proteiche. Ci sono indicazioni che le proteine ​​di membrana integrali dell'esportatore ABC si siano evolute indipendentemente almeno tre volte. Gli esportatori ABC1 sono stati formati dalla triplicazione intragenica di 2 precursori TMS per formare 6 proteine ​​TMS. Gli esportatori ABC2 sono formati dalla duplicazione intragenica di 3 precursori TMS e gli esportatori ABC3 sono formati da 4 precursori TMS che sono duplicati extragenicamente per fornire due 4 proteine ​​​​TMS, entrambe necessarie per la funzione di trasporto, o intragenicamente per fornire 8 o 10 TMS proteine. Queste 10 proteine ​​TMS hanno due domini TMS aggiuntivi tra le due 4 unità ripetitive TMS. Allo stesso modo, è possibile che le proteine ​​di membrana integrali del sistema di assorbimento ABC siano state formate indipendentemente almeno tre volte, a giudicare dalle loro strutture tridimensionali ad alta risoluzione. I trasportatori redditizi ABC trasportano molti nutrienti diversi, precursori biosintetici, metalli rari e vitamine, mentre gli esportatori trasportano lipidi, steroli, farmaci e molti diversi metaboliti primari e secondari. Alcuni di questi esportatori umani contribuiscono alla resistenza ai tumori, alla fibrosi cistica e all'estensione di altre malattie umane ereditarie. L'alto livello di espressione genica che codifica per i singoli esportatori di organismi procarioti ed eucarioti (incluso l'uomo) porta allo sviluppo di resistenza a più farmaci, come antibiotici e agenti antitumorali. Centinaia di trasportatori ABC sono conosciuti nei procarioti e negli eucarioti. I geni ABC sono essenziali per molti processi nella cellula e le mutazioni nei geni umani causano o contribuiscono a una serie di gravi malattie genetiche. Nell'uomo sono noti quarantotto geni ABC. Molti di essi sono stati caratterizzati e hanno dimostrato di essere causalmente associati a malattie come la fibrosi cistica, l'adrenoleucodistrofia, il morbo di Stargardt, i tumori resistenti ai farmaci, la sindrome di Dubin-Johnson, il morbo di Biler, la colestasi intraepatica familiare progressiva, l'anemia sideroblastica legata all'X. ipoglicemia persistente e iperinsulina. I trasportatori ABC partecipano anche alla resistenza a più farmaci e per questo motivo alcuni di essi sono stati originariamente identificati. Quando le proteine ​​di trasporto ABC sono sovraespresse nelle cellule tumorali, possono esportare farmaci antitumorali, rendendo i tumori resistenti.

Funzione

I trasportatori ABC utilizzano l'energia del legame e dell'idrolisi dell'ATP per trasportare vari substrati attraverso le membrane cellulari. Sono divisi in tre categorie funzionali principali. Nei procarioti, gli importatori mediano l'assorbimento dei nutrienti nella cellula. I substrati che possono essere trasportati sono ioni, amminoacidi, peptidi, zuccheri e altre molecole, che sono principalmente idrofile. La regione della proteina ABC che collega la membrana protegge i substrati idrofili dai lipidi dal doppio strato della membrana aprendo così la strada attraverso la membrana cellulare. Gli eucarioti non possiedono importatori. Esportatori o effluenti, presenti a p