Arf
Synonyme: Sar1/Arf, Arf-Protein, Adenosyl-Ribosylierungsfaktor, ADP-Ribosylierungsfaktor, ARF, ARF-GTPase
Englisch: ADP ribosylation factor
Definition
Arf bezeichnet eine Unterfamilie der Ras-Superfamilie, die kleine monomere G-Proteine kodiert, sogenannte Arf-Proteine. Diese regulieren den vesikulären Transport.
Biochemie
Arf-Proteine binden GTP und GDP. Bei der GTP-gebundenen Form handelt es sich um den aktiven Zustand. Durch intrinsische GTPase-Aktivität, die durch GTPase-aktivierende Proteine (Arf-GAPs) verstärkt wird, kann GTP zu GDP hydrolysiert und Ras somit inaktiviert werden. Guaninnukleotid-Austauschfaktoren (Arf-GEFs) vermitteln dann den Austausch von GDP zu GTP und starten den Zyklus somit von neuem.
Einige Arf-Proteine werden myristolyiert und können über diese Modifikation in der Membran verankert werden. Dieser Lipidanker ist wichtig für die Rekrutierung zu bestimmten Zellorganellen, wie z.B. dem endoplasmatischen Retikulum (ER).
Funktion
Die Arf-Proteine spielen eine entscheidende Rolle beim Vesikeltransport. Sie interagieren mit den Mantelproteinen der Vesikel und unterstützen darüber die Formation, Beladung und Freisetzung der Transportvesikel. Arf-GAPs katalysieren nach der Abschnürung des Vesikels die GTP-Hydrolyse, die zur nachfolgenden Dissoziation von Arf-GDP und den Mantelproteinen führt. Dieser Schritt wird als "Uncoating" bezeichnet und ist entscheidend für die Fusion mit der Akzeptormembran.
ARF1, ein bekannter Vertreter der Arf-Proteine, kontrolliert die Bildung von COPI-Vesikeln und Clathrinvesikeln am Golgi-Apparat sowie die Formation von AP-3-Komplexen am Endosom.
Zudem verknüpfen Arf-Proteine die Transportprozesse mit der Remodelierung des Zytoskeletts, beispielsweise im Rahmen der Ziliogenese.
Proteine
Die Arf-Familie hat mehr als 20 Vertreter im menschlichen Genom. Sie umfasst Arf-, Arf-ähnliche- ("Arf-like") und Sar1-Proteine. Entsprechend wird die Arf-Familie zum Teil auch als Sar1/Arf-Familie bezeichnet. Nachfolgend sind einige Mitglieder der Familie aufgelistet:
Quellen
- Wennerberg et al. Ras superfamily at a glance J Cell Sci 2005
- Donaldson und Jackson ARF family G proteins and their regulators: roles in membrane transport, development and disease Nat Rev Mol Cell Biol 2011