Proteinlokalisationsvorhersage

Die Proteinlokalisationsvorhersage umfasst biochemische und bioinformatische Methoden zur Bestimmung des Ziel-Kompartiments eines Proteins.

Eigenschaften

Proteine werden in Eukaryoten nach ihrer Herstellung im Zytosol oftmals anhand ihrer Signalsequenzen sortiert und ihrem Bestimmungsort zugeführt. Der Zielort kann ein zelluläres Kompartiment wie der Zellkern, das endoplasmatische Retikulum, die Mitochondrien, eventuell die Chloroplasten, die Peroxisomen sein, oder außerhalb der Zelle liegen (bei Exozytose und Sekretion).

In Prokaryoten werden Proteine unter anderem ins Periplasma transportiert oder sezerniert.

Die Lokalisation eines Proteins kann experimentell durch eine Fluoreszenzmikroskopie oder durch eine Proteinsequenzierung (anhand der Signalsequenzen) bestimmt werden, weiterhin kann sie in silico bioinformatisch vorhergesagt werden.

Methoden

Die charakteristischen Prädiktoren hängen von der jeweiligen Art ab. Im Folgenden sind einige Methoden zur Lokalisationsvorhersage von Proteinen aufgeführt:

• Cell-PLoc
• BaCelLo
• CELLO
• ClubSub-P
• Euk-mPLoc 2.0
• CoBaltDB
• HSLpred
• KnowPredsite
• LOCtree
• LocTree2/3
• MultiLoc
• PSORT
• PSORTb
• MetaLocGramN
• PredictNLS
• Proteome Analyst
• SCLPred
• SecretomeP
• SherLoc
• TargetP
• TMHMM
• WoLF PSORT
• APSLAP

Anwendungen

Die Vorhersage der Lokalisation von Proteinen wird in der Biochemie und Biotechnologie bei der Erzeugung sezernierter rekombinanter Proteine verwendet. In der Pharmakologie sind sezernierte Proteine und Membranproteine oftmals Targets in einem Wirkstoffdesign. Proteine mit fehlerhafter Lokalisation sind unter anderem bei Krebs und bei der Alzheimerschen Krankheit zu finden.

Literatur

• Bork P, Dandekar T, Diaz-Lazcoz Y, Eisenhaber F, Huynen M, Yuan Y: Predicting function: from genes to genomes and back. In: J. Mol. Biol. 283. Jahrgang, Nr. 4, November 1998, S. 707–25, doi:10.1006/jmbi.1998.2144, PMID 9790834. 
• Nakai K: Protein sorting signals and prediction of subcellular localization. In: Adv. Protein Chem. 54. Jahrgang, 2000, S. 277–344, doi:10.1016/s0065-3233(00)54009-1, PMID 10829231. 
• Emanuelsson O: Predicting protein subcellular localisation from amino acid sequence information. In: Brief. Bioinformatics. 3. Jahrgang, Nr. 4, Dezember 2002, S. 361–76, doi:10.1093/bib/3.4.361, PMID 12511065. 
• Schneider G, Fechner U: Advances in the prediction of protein targeting signals. In: Proteomics. 4. Jahrgang, Nr. 6, Juni 2004, S. 1571–1580, doi:10.1002/pmic.200300786, PMID 15174127. 
• Gardy JL, Brinkman FS: Methods for predicting bacterial protein subcellular localization. In: Nat. Rev. Microbiol. 4. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2006, S. 741–51, doi:10.1038/nrmicro1494, PMID 16964270. 
• Chou KC, Shen HB: Recent progress in protein subcellular location prediction. In: Anal. Biochem. 370. Jahrgang, Nr. 1, November 2007, S. 1–16, doi:10.1016/j.ab.2007.07.006, PMID 17698024. 

Weblinks

• Cell Centered Database – Protein subcellular localization data
• Cell-PLoc 2.0 – A recently updated version of Cell-PLoc
• BaCelLo – Balanced subCellular Localization predictor
• CELLO – subCELlular LOcalization predictor for prokaryotes and eukaryotes
• LocTree2/3 – prediction webserver for proteins in all domains of life
• MultiLoc – MultiLoc prediction webserver
• PSORT.org – A portal for protein subcellular localization predictors
• SherLoc – SherLoc prediction webserver