ABC-протеини (ABC-транспортери, суперсемейство транспортни протеини ABC)

Сега суперсемейството ABC (ATP свързваща касета) включва около 300 протеини, много от които са транспортери, носещи различни съединения [Higgins, 2007, Szakacs, 2006, Dean, 2001, Neifakh, 2003]. Протеините от това семейство се характеризират с наличието на АТР-свързващ домен с характерна структура. Благодарение на изпълнението на програмата за човешкия геном и резултатите от секвенирането на други геноми, повечето от ABC транспортерите бяха открити за две години в самия край на 20-ти век. Най-голям брой (129) транспортери от семейство ABC е открит в растенията (благодарение на декодирането на генома на Arabidopsis).

Протеините от това семейство се намират във всички живи организми. Около 50 ABC протеина са открити при хора, приблизително еднакви при мишки [Dean, 2001]. Поради факта, че голям брой ABC протеини бяха открити сравнително наскоро, много от тях все още са слабо разбрани. Изследванията върху ABC протеините са важни както за медицината, така и за биологията, тъй като говорим за проблемите на защитата на всички живи клетки.

Човешките протеини от семейство ABC са разделени на седем подсемейства (Таблица 1) [Dean, 2001, Уебсайт]. Принадлежността на даден протеин към едно или друго подсемейство се определя въз основа на неговата доменна организация - броя и комбинацията от трансмембранни домейни (TMD, трансмембранни свързващи домейни) и ATP-свързващи домени (NBD, нуклеотидни свързващи домейни). NBDs на всички протеини от това семейство са сходни (те имат 30-40% хомология), независимо от субстратната специфичност на транспортерите, която е много различна, и на видовете [Sarkadi, 2006].

Доменната организация на ABC протеините е описана подробно в редица рецензии [Ambudkar, 1999, Higgins, 2007, Neifakh, 2003, Sarkadi, 2006].

Трябва да се отбележи, че за функционирането на AVS транспортера са необходими поне четири домейна. Две цитоплазмени NBD се свързват и хидролизират АТФ. Всяка от двете TMD е представена от няколко (най-често шест) алфа-спирали, пресичащи мембраната. Многодоменните полипептиди, образувани от тези четири основни домена, могат да бъдат организирани по различни начини. Например, бактериалните транспортери (например Sav1866) най-често са хомодимери, които включват един NBD и един TMD (два хомодимера обикновено функционират заедно). При P-гликопротеините на бозайници и четирите домена се сливат в един полипептид.

По този начин в подсемейството ABCB (MDR) протеините ABCB1 (P-гликопротеин, Pgp), ABCB4 (Pgp3, известен още като MDR2/3) и ABCB11 (BCEP, известен още като SPGP) са представени от структурата (TMD-NBD) 2, т.е. ... тези протеини имат две части, всяка от които съдържа TMD и NBD. В същото подсемейство протеините ABCB2 (TAP1) и ABCB3 (TAP2) имат структурата (TMD-NBD) 1.

Някои транспортьори от подсемейство ABCC (MRP) имат трета TMD в N'-края (обозначена като TMD0), съдържаща пет трансмембранни спирали [Kruh, 2003, Deeley, 2006]. Това са протеини ABCC1 (MRP1), ABCC2 (MRP2), ABCC3 (MRP3), ABCC6 (MRP6), ABCC8 (SUR1), ABCC9 (SUR2). Протеините, принадлежащи към едно и също подсемейство поради тяхната хомология с други MRP транспортери (ABCC4 (MRP4) и ABCC5 (MRP5)) нямат TMD0.

Други подсемейства ABC (подсемейства ABCE и ABCF) включват някои протеини само с NBD [Klein, 1999].

По този начин доменната организация на ABC протеините е разнообразна.