Zentrale Komponente des eukaryontischen ER-Translokationsapparates ist der heterotrimere Sec61-
Komplex, der im Säuger aus den Untereinheiten Sec61a, Sec61ß und Sec61 gamma. gebildet wird. Bei
Sec61a handelt es sich um ein multimembranspannendes Protein mit 10 Transmembransegmenten,
wobei der C- und N-Terminus jeweils im Cytoplasma lokalisiert sind. Die große Anzahl an
Transmembranbereichen prädestiniert die alpha-Untereinheit dazu, den eigentlichen Translokationskanal zu
bilden. Sec61ß und Sec61gamma. besitzen jeweils nur eine Transmembrandomäne nahe dem luminal liegenden
C-Terminus. Beide Proteine gehören außerdem zu der
Gruppe von Membranproteinen, die nicht über eine N-terminale Signal(anker)sequenz, sondern über ein
C-terminal gelegenes hydrophobes Segment in die Membran inserieren werden.
In einer Vielzahl von eukaryontischen Organismen wurden homologe Proteine zu den Untereinheiten
des Säuger Sec61-Komplexes identifiziert. In der Hefe S. cerevisiae wird der Komplex
aus den Untereinheiten Sec61p, Sbh1p (Sec sixty-one beta homolog und Sss1p (Sec-sixty-one
suppressor gebildet. Durch Deletionsmutanten konnte
gezeigt werden, daß die Proteine Sec61p und Sss1p essentiell für das Überleben der Hefezelle
sind. Sss1p ist das Hefe-Homologe zur gamma-Untereinheit des
Säugers (43% identische Aminosäuren. Die beiden Proteine sind so stark konserviert, daß das
Sec61. in Hefezellen die Funktion des Sss1p ersetzen kann.
Mittels chemischer Quervernetzungsexperimente konnte gezeigt werden, daß Sss1p mit den
Transmembranbereichen TM6, TM7 und TM8 von Sec61p interagiert. Von
Sec61p ist desweiteren bekannt, daß die Transmembrandomänen TM2 und TM7 des Proteins mit
einer im Kanal gebundenen Signalsequenz quervernetzt werden können. Die
Bindungsstellen von Sss1p bzw. einer gebundenen Signalsequenz am Sec61p überlappen somit
teilweise. Nach einem von Plath et al. vorgestellten Modell fungiert Sss1p als "Ersatz-
Signalsequenz", die in Abwesenheit eines Transportsubstrates den Kanal verschließt. Während der
Signalsequenzerkennung wird Sss1p durch die Signalsequenz des Transportsubstrates verdrängt,
wobei sich der Kanal für den Polypeptidtransport öffnet. Die ß-Untereinheit des Sec61-Komplexes,
Sbh1p, ist für das Überleben der Hefe nicht essentiell. Auch sind die Homologien zwischen den ß-
Untereinheiten der Sec61-Komplexe aus Säuger und Hefe weniger deutlich ausgeprägt (22 %
identische Aminosäuren als bei den beiden anderen Untereinheiten.
In der Hefe S. cerevsiae existiert noch ein zweiter Komplex, der Homologien zum Sec61-Komplex
besitzt. Es handelt sich um den Ssh1-Komplex, bestehend aus Ssh1p (Sec sixty-one homolog,
Sbh2p (Sec sixty-one beta homolog und Sss1p. Die
Untereinheit Ssh1p ist homolog zum Sec61p (32 % identische Aminosäuren und Sbh2p zu Sbh1p
(52% identische Aminosäuren. Sss1p findet man sowohl im Ssh1- als auch im Sec61-Komplex der
Hefe. Da die alleinige Deletion des SEC61-Gens für die Zelle lethal ist, scheint der Ssh1-Komplex
die Funktion des Sec61-Komplex in der Hefe nicht ersetzten zu können. Hingegen sind SSH1 und
SBH2 nicht für das Überleben der Zelle essentiell.
Im Gegensatz zum Sec61-Komplex kann der Ssh1-Komplex nicht mit dem Sec62/63 Subkomplex
assoziieren. Der Ssh1-Komplex ist daher wahrscheinlich nur am cotranslationalen
Transport in der Zelle beteiligt, während der Sec61-Komplex sowohl für co- als auch für
posttranslationalen Transport zur Verfügung steht. Es wird vermutet, daß der Ssh1-Komplex in der
ER-Membran eine regulatorische Funktion übernimmt, indem er das Verhältnis zwischen co- und
posttranslationalem Transport in der Zelle beeinflußt.
Homologe Proteine zum Säuger Sec61a sowie Sec61. wurden nicht nur in Eukaryonten gefunden,
sondern auch in Archaebakterien, Eubakterien und Chloroplasten. Die bakteriellen Homologen von
Sec61a und Sec61., SecY und SecE, bilden zusammen mit SecG den bakteriellen SecYEG
Komplex, der essentiell für den Proteintransport durch die Plasmamembran der Bakterienzelle ist.
Der Sec61-Komplex gehört somit zu einer Gruppe von Translokationskomplexen, die sich
wahrscheinlich sehr früh in der Evolution entwickelt haben und in allen Reichen vertreten sind.
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