Forschung

ERj1 als Cochaperon von BiP

Die Biogenese sekretorischer Proteine, sowie von Membranproteinen, beginnt in Eukaryoten mit dem Signalpeptid-vermittelten Transport der Vorstufenproteine vom Cytosol in das Lumen des endoplasmatischen Retikulums (ER). Die Synthese der Vorstufenproteine kann an freien cytosolischen Ribosomen, aber auch an bereits mit der ER-Membran assoziierten Ribosomen beginnen. Im ersten Fall wird das Andocken an die ER-Membran durch SRP (signal recognition particle) und seinen Rezeptor in der ER-Membran (SRP-Rezeptor oder SR) vermittelt, im zweiten Fall geschieht dies nicht. Bei membranassoziierten Ribosomen sorgt vermultich NAC (nascent polypeptide associated complex) für deren Freisetzung von der ER-Membran, falls sie mit der Synthese von nicht signalpeptidhaltigen Polypeptiden beginnen. Der eigentliche Import von Polypeptidketten in das ER wird durch eine Proteintranslokase in der ER-Membran vermittelt. Die zentrale Komponente der Translokase ist der heterotrimere Sec61-Komplex. Während des Imports stellt dieser Komplex auf der cytosolischen Seite die Bindungsplattform für das Ribosom dar und sorgt in Kooperation mit weiteren membranständigen und luminalen Komponenten der Translokase für den Transport der Polypeptidketten durch die Membran. Wir konnten für Säugetierzellen luminale Hsp70-Chaperone (BiP und Grp170) sowie Hsp40-Kochaperone (Sec63 und ERj1) als weitere Untereinheiten dieser Translokase charakterisieren. Die aminoterminalen Signalpeptide (Spirale) sekretorischer Vorstufenproteine werden typischerweise bereits während der Translokation durch die Signalpeptidase abgetrennt (Spase).

ERj1 ist ein membranständiges Hsp40-Cochaperon des ER mit einer ER-luminalen - für Hsp40-Proteine charakteristischen - J-Domäne und einer großen cytosolischen Domäne. Die J-Domäne von ERj1 rekrutiert das luminale Hsp70-Chaperon BiP über die Membran des ER an translatierende Ribosomen und damit vermutlich gleichzeitig auch an den Sec61-Komplex. Nach unserer Arbeitshypothese leistet ERj1 dadurch einen Beitrag zur Biogenese sekretorischer Proteine, entweder auf Ebene des Transports der Proteine ins ER oder auf Ebene der Assemblierung der Proteine im ER.

Dudek J, Greiner M, Müller A, Hendershot LM, Kopsch K, Nastainczyk W & Zimmermann R (2005) ERj1 plays a basic role in protein biogenesis at the endoplasmic reticulum. Nat Struct Mol Biol 12: 1008-1014

Blau M, Mullapudi S, Becker T, Dudek J, Zimmermann R, Penczek P & Beckmann R (2005) ERj1 coordinates the 80S ribosome at the membrane. Nat Struct Mol Biol 12:1015-1016