Translokon

Translokon (juga disebut translokator atau saluran translokasi) adalah istilah umum untuk saluran protein pada membran biologis yang berfungsi memindahkan polipeptida melintasi membran atau memasukkannya ke dalam lipid bilayer. Struktur ini menjadi komponen penting dalam jalur translokasi protein pada semua organisme, dari bakteri hingga eukariota.

Pada sel eukariota, istilah translokon biasanya mengacu pada kompleks protein yang membawa polipeptida baru (yang sedang dibentuk) dengan sinyal penargetan tertentu dari sitosol masuk ke dalam ruang bagian dalam (lumen) retikulum endoplasma (RE). Proses ini membuat protein harus melewati lapisan ganda lipid yang bersifat hidrofobik. Kompleks yang sama juga digunakan untuk menempatkan protein baru ke dalam membran itu sendiri (protein membran). Pada sel prokariota, kompleks protein serupa memindahkan polipeptida melintasi membran plasma bagian dalam atau membantu memasukkan protein ke dalam membran.

Baik pada eukariota maupun prokariot, kompleks protein ini dibentuk oleh protein Sec (Sec = secretory), di mana saluran utamanya adalah kompleks hetero-trimerik Sec61. Pada prokariota, kompleks saluran yang homolog (mirip) dikenal sebagai SecYEG.

 Struktur dan komponen 
Translokon biasanya terdiri dari protein integral membran yang membentuk saluran sempit, cukup lebar untuk dilewati rantai polipeptida yang belum berlipat penuh. Struktur inti translokon bervariasi tergantung sistemnya:

 Sistem Sec
 Prokariota: kompleks SecYEG
 Eukariota: kompleks Sec61αβγ
 Sistem TAT (Twin-Arginine Translocation)
 Kompleks TatA, TatB, TatC, khusus untuk protein terlipat penuh.
 Sistem YidC
 Memasukkan protein membran tanpa melalui jalur Sec.

Translokon biasanya memiliki "gerbang lateral" yang memungkinkan segmen hidrofobik (domain transmembran) keluar langsung ke lipid bilayer.

 Kompleks inti 
Saluran translokon merupakan kompleks protein hetero-trimerik yang disebut SecYEG pada prokariot dan Sec61αβγ pada eukariot.

 Pada bakteri, kompleks ini terdiri dari tiga subunit: SecY, SecE, dan SecG.
 Pada eukariota, subunitnya yaitu Sec61α, Sec61β, dan Sec61γ.

Struktur saluran ini dalam kondisi tidak aktif (idle state) telah dipelajari menggunakan metode kristalografi sinar-X pada arkea. Subunit SecY merupakan bagian yang membentuk pori utama (pore subunit).

Selain trimer inti, terdapat juga kompleks yang lebih besar berbentuk heptamer, yang terdiri dari trimer inti ditambah tetramer, berfungsi untuk memindahkan sebagian jenis polipeptida ke dalam retikulum endoplasma (RE).

Bentuk saluran translokon ini dari samping menyerupai jam pasir, dengan corong di kedua sisinya.

 Corong luar (ekstrasel) memiliki “penutup” kecil yang dibentuk oleh struktur α-heliks.
 Di bagian tengah membran terdapat cincin pori yang tersusun dari enam asam amino hidrofobik, dengan rantai samping yang menghadap ke dalam pori. Cincin ini membantu memilih elemen yang bisa masuk ke saluran.

Saat translokasi protein, penutup α-heliks akan terbuka, memungkinkan rantai polipeptida melewati corong sitoplasma → cincin pori → corong luar → menuju ruang luar. Untuk protein membran, bagian yang bersifat hidrofobik akan keluar melalui lateral gate ke lapisan lipid dan menjadi segmen yang menembus membran.

 Protein mitra/pendukung 
Translokon bekerja bersama berbagai protein mitra (associated protein) untuk memudahkan proses translokasi protein.

 Pada bakteri, SecYEG berinteraksi dengan SecA ATPase (memberikan energi), ribosom, serta kaperon seperti YidC dan kompleks SecDFYajC.
 Pada eukariot, Sec61 berasosiasi dengan kompleks oligosakaril transferase, kompleks TRAP, serta protein membran TRAM (diduga juga berperan sebagai kaperon).

Selain itu, terdapat komponen lain seperti kompleks signal peptidase dan reseptor SRP (signal recognition particle receptor), tetapi keterikatannya dengan translokon kemungkinan hanya bersifat sementara.

 Fungsi 

 Translokasi protein 
Translokon sistem Sec berperan dalam proses translokasi protein, yaitu memindahkan protein baru (polipeptida) melintasi membran. Proses ini bisa berlangsung secara ko-translasi (co-translational), ketika ribosom langsung “memberikan” rantai polipeptida yang sedang dibentuk ke saluran translokon sehingga dapat masuk ke organel seperti retikulum endoplasma pada eukariota atau melewati membran plasma pada prokariota. Proses ini juga bisa terjadi secara pasca-translasi (post-translational), yakni setelah protein selesai dibentuk. Dalam kasus ini, protein akan “didorong” melewati saluran translokon dengan bantuan motor protein seperti SecA pada bakteri atau BiP pada eukariot.

 Integrasi membran 
Fungsi kedua translokon adalah integrasi protein membran ke dalam lapisan lipid membran. Proses ini memanfaatkan pintu samping (lateral gate) pada kompleks SecY/Sec61, yang memungkinkan bagian protein yang bersifat hidrofobik (domain transmembran) keluar dari saluran dan menempel pada lapisan lipid. Dengan demikian, domain tersebut akan menjadi bagian permanen dari membran dan berperan dalam berbagai fungsi seluler.

 Pemrosesan sinyal 
Bekerja bersama signal peptidase untuk memotong sekuens sinyal setelah translokasi selesai.

 Mekanisme kerja dan dinamika 
Translokon Sec memiliki kemampuan untuk berada dalam berbagai keadaan konformasi, termasuk bentuk tertutup, pra-terbuka, dan terbuka. Transisi antar keadaan ini merupakan aspek penting dari fungsinya, karena menentukan kemampuan saluran untuk menerima, memindahkan, dan melepaskan polipeptida. Perubahan konformasi tersebut dikendalikan oleh interaksi dengan protein mitra seperti SecA pada bakteri, atau ribosom pada eukariota, yang memicu pembukaan gerbang lateral atau saluran utama sesuai kebutuhan translokasi.

Struktur Sec bersifat sangat modular, terdiri dari beberapa subunit yang dapat disusun dan diatur ulang untuk beradaptasi dengan berbagai jenis substrat dan kondisi seluler. Sifat modular ini memungkinkan kompleks Sec mentransportasikan berbagai macam protein, mulai dari protein sekretori yang ditujukan ke lumen atau luar sel hingga protein membran yang harus diintegrasikan ke dalam lipid bilayer. Fleksibilitas ini menjadikan Sec translokon sebagai komponen universal dalam proses translokasi protein lintas membran di semua domain kehidupan.

 Referensi 

Kategori:Kompleks protein
Kategori:Protein membran integral
Kategori:Penargetan protein