Dominio transmembrana

Un dominio transmembrana ou 'dominio TM (DTM ou, en inglés, TMD) é un dominio proteico que abrangue todo o grosor da membrana. Os DTM poden constar dunha ou varias hélices alfa ou un barril beta transmembrana. Como o inerior da bicapa lipídica é hidrófobo, os residuos de aminoácidos nos DTMs adoitan ser hidrófobos, aínda que proteínas como as bombas de membrana e canles iónicas poden conter residuos polares. Os DTMs varían grandemente en tamaño e hidrofobicidade; poden adoptar propiedades específicas de orgánulos.

 Funcións dos dominios transmembrana 
miniatura|Un receptor AMPA ancorado á membrana polo seu dominio transmembrana.
Os dominios transmembrana realizan múltiples funcións, entre as cales están as seguintes:
Ancorar as proteínas transmembrana á membrana. 
Facilitar o transporte molecular de moléculas como ións e proteínas a través das membranas biolóxicas; xeralmente os residuos hidrófilos e sitios de unión nos DTMs axudan a este proceso.
Transdución de sinais a través da membrana; moitas proteínas transmembrana, como os receptores acoplados á proteína G, reciben sinais extracelulares. Os DTMs propagan despois estes sinais a través da membrana para induciren un efecto intracelular.
 Asistir na fusión de vesículas; esta función dos DTMs non se comprende ben, pero demostrouse que son esenciais para a reacción de fusión, posiblemente como resultado de que os DTMs afectan a tensión da bicapa lipídica.
 Ser mediadores no transporte e selección de proteínas transmembrana; os DTMs funcionan en tándem con sinais selectivos citosólicos, e a lonxitude e a hidrofobicidade son os determinantes principais na selección do DTM. Os DTMs máis longos e máis hidrófobos axudan á selección de proteínas na membrana celular, mentres que os DTMs máis curtos e menos hidrófobos se utilizan para reter proteínas no retículo endoplasmático e o aparato de Golgi. O mecanismo exacto deste proceso aínda se descoñece.

 Identificación de hélices transmembrana 
As hélices transmembrana son visibles en estruturas de proteínas de membrana determinadas por difracción de raios X. Poden tamén predicirse baseándose en escalas de hidrofobicidade. Como o interior da bicapa e o interior da maioría das proteínas de estrutura coñecida son hidrófobos, suponse que un requisito é que os aminoácidos que se estenden por toda a membrana sexan tamén hidrófobos. Porén, as bombas de membrana e as canles iónicas tamén conteñen numerosos residuos cargados e polares dentro dos segmentos transmembrana xeralmente non polares.

O uso da "análise de hidrofobicidade" para predicir as hélices transmembrana permite a predición á súa vez da "topoloxía transmembrana" dunha proteína; é dicir, a predición de que partes dela fan protrusión dentro da célula, que partes fan protrusión cara ao exterior e cantas veces cruza a membrana a cadea proteica.

As hélices transmembrana poden tamén ser identificados in silico usando a ferramenta bioinformática  TMHMM.

 O papel da bioxénese das proteínas de membrana e factores de control de calidade 

Como a tradución de proteínas ocorre no citosol (que é un ambiente acuoso), cómpre a actuación de factores que recoñecen o DTM e o protexen no seu ambiente hostil. Tamén son necesarios factores adicionais que permiten que o DTM sexan incorporados na membrana diana (é dicir, o retículo endoplasmático ou outros orgánulos). Os factores tamén detectan a pregadura incorrecta do DTM dentro da membrana e realizan funcións de control de calidade. Estes factores deben poder recoñecer un conxunto moi variable de DTMs e poden ser separados entre os activos no citosol e os activos na membrana.

 Factores de recoñecemento citosólicos 

Os factores de recoñecemento citosólico pénsase que utilizan distintas estratexias. Na estratrexia cotraducional o recoñecemento e protección ou escudamento están acoplados á síntese de proteínas. Os estudos de asociación de todo o xenoma indican que a maioría de proteínas de membrana que teñen como destino o retículo endoplasmático son conducidas por unha partícula de recoñecemento do sinal que está unida ao túnel de saída do ribosómico e inicia o recoñecemento e o escudamento a medida que se traduce a proteína. A segunda estratexia implica proteínas ancoradas por medio dunha cola, definidas por un só DTM localizadas preto ao carboxilo terminal da proteína de membrana. Unha vez que se completa a tradución, o DTM ancorado por unha cola permanece no túnel de saída ribosómico, e unha ATPase intervén en determinar o destino cara ao retículo endoplasmático. Exemplos de factores lanzadeira son o TRC40 en eucariotas superiores e o Get3 en lévedos. Ademais, os factores que se unen ao DTM protexen contra a agregación e outras interaccións distorsionadoras. A SGTA e a calmodulina son dous factores de unión a DTM xerais ben coñecidos. O control de calidade de proteínas de membrana implica factores de unión ao DTM que están ligados ao sistema de ubiquitinación e proteosoma.

 Factores de recoñecemento de membrana 

Unha vez transportados, os factores axudan á inserción do DTM a través da capa hidrófila do grupo "cabeza" de fosfato da membrana de fosfolípidos. Os factores de control de calidade debe poder discernir a función e a topoloxía, así como facilitaren a extracción ao citosol. A partícula de recoñecemento de sinal transporta as proteínas de membrana á canle de translocación Sec, situando o túnel de saída proximal do ribosoma no poro central do translocón e minimizando a exposición do DTM no citosol. As insertases poden tamén mediar na inserción do DTM na bicapa lipídica. Entre as insertases están a YidC bacteriano, a Oxa1 mitocondrial e a Alb3 do cloroplasto, todas as cales están relacionadas evolutivamente. As familias de encimas con secuencia conservada Hrd1 e Derlin son exemplos de factores de control de calidade unidos á membrana.

 Exemplos 
 As tetraspaninas teñen 4 dominios transmembrana conservados.
 As proteínas do locus o do mildio (mlo) teñen 7 dominios transmembrana conservados que codifican hélices alfa.

 Notas 

Categoría:Proteínas transmembrana
Categoría:Estrutura das proteínas