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Lexikon der Biologie: FtsH

FtsH, membrangebundene, ATP-abhängige Metalloprotease, die in Bakterien eine relative Molekülmasse von 71.000 aufweist und von einem fts-Gen (fts) codiert wird. Der Carboxylterminus von FtsH enthält das Sequenzmotiv His-Glu-x-x-His (x für ungeladene Aminosäuren), das der Metallbindung dient. Im Falle von FtsH ist Zink für eine optimale proteolytische Aktivität notwendig. Die etwa 200 Aminosäurereste umfassende cytoplasmatische Domäne beinhaltet die ATP-Bindestelle und gehört zu der bei Eukaryoten konservierten AAA-Proteinfamilie. Zum bakteriellen FtsH homologe AAA-Proteine wurden in der inneren Mitochondrienmembran von Hefe gefunden: Yta10 (Afg3), Yta12 (Rca1) und Yme1. Das bakterielle FtsH bildet Homooligomere, mit Funktionen beim Proteintransport in und durch Membranen sowie beim Proteinabbau. In Escherichia coli ist z.B. ein Substrat das nicht assemblierte SecY, eine Untereinheit des Kanals für die Proteinsekretion, oder auch σ32, ein Transkriptionsfaktor, der die bakterielle heat-shock-response kontrolliert. Die eukaryotischen Homologen von FtsH bilden Komplexe mit einer relativen Molekülmasse von etwa 850.000, wobei Yme1 homooligomere und Yta10 mit Yta12 heterooligomere Komplexe ausbildet. Die proteolytische Aktivität dieser Komplexe richtet sich gegen nicht assemblierte und abnormale (mutierte, verkürzte usw.) Proteine der inneren Mitochondrienmembran. Eine weitere Aktivität ist die Unterstützung der Faltung und Assemblierung von Membranproteinen, wie z.B. der mitochondrialen ATP-Synthase (mitochondrialer Kopplungsfaktor), eine Aktivität, die an die Funktion von molekularen Chaperonen (Polypeptidketten bindende Proteine) erinnert. Im Gegensatz zur Protease Clp ist bei FtsH und seinen eukaryotischen Homologen die Protease- und Chaperon-Aktivität auf ein und demselben Protein vereinigt. Welche Regulationsmechanismen etabliert sind, um Substratproteine entweder in Richtung Faltung und Assemblierung oder aber in Richtung Abbau zu lenken, ist noch nicht geklärt.

M.B.

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