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Lexikon der Biologie: Prä-Pro-Proteine

Prä-Pro-Proteine, die primären, d.h. nicht durch Prozessierung veränderten längerkettigen Vorstufen von Exportproteinen (Exportproteinsynthese), die an den Ribosomen des rauhen endoplasmatischen Reticulums (ER) synthetisiert werden und die sowohl ein für Prä-Proteine charakteristisches hydrophobes Signalpeptid (Transit-Sequenz) am Aminoterminus als auch die für Pro-Proteine charakteristischen zusätzlichen terminalen oder internen Sequenzen enthalten. Als Folge des Transports (Proteintransport) durch die ER-Membran und die damit einhergehende Abspaltung des Signalpeptids (beide Prozesse erfolgen cotranslational [Translation]) bilden sich aus Prä-Pro-Proteinen die sog. Pro-Proteine. Diese sind gegenüber den Prä-Pro-Proteinen um die Länge des Signalpeptids verkürzt, stellen aber gegenüber den reifen Proteinen immer noch längerkettige und daher meist inaktive Vorstufen dar. Sie werden erst kurz vor oder während der Exocytose durch limitierte Proteolyse in die reifen bzw. aktiven Formen umgewandelt. Prä-Pro-Proteine bzw. Pro-Proteine konnten u.a. bei vielen Peptidhormonen, Verdauungs-Enzymen und Plasmaproteinen (Serumproteine) entweder direkt in zellfreien Translationssystemen (in-vitro-Translationssysteme) nachgewiesen werden (da hier die prozessierenden Peptidasen fehlen bzw. ergänzt werden können) oder aus den Nucleotidsequenzen der entsprechenden Gene abgeleitet werden. Ein bekanntes Beispiel für die Reaktionsabfolge Prä-Pro-Protein → Pro-Protein → Protein ist das Insulin ( ä vgl. Abb. ).



Prä-Pro-Proteine

Als Beispiel ist das Prä-Pro-Insulin dargestellt, das aus einer 16 Aminosäuren (AS) langen Prä-Sequenz am Aminoterminus, einem 30 AS langen B-, einem 21 AS langen A-Abschnitt sowie einer zwischen diesen liegenden 33 AS langen Pro-Sequenz besteht. Zuerst entsteht durch enzymatische Abspaltung der Prä-Sequenz das Pro-Insulin. Die für den Zusammenhalt des A-und B-Abschnitts notwendigen Disulfidbrücken (Disulfidbindung) bilden sich aus, und schließlich entsteht durch proteolytische Entfernung des Pro-Abschnitts das fertige Produkt Insulin.

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