Die Membranfusion, ein grundlegender Prozess in der Zellbiologie, umfasst das Verschmelzen zweier Phospholipiddoppelschichten in einer wässrigen Umgebung. Künstliche Doppelschichten verschmelzen über sanduhrförmige Zwischenprodukte oder Fusionsstiele, die in der Öffnung der Fusionspore gipfeln. Biologische Membranen benötigen jedoch spezialisierte Fusionsproteine, beispielsweise virale Proteine, die die Verschmelzung von Virus und Wirtszelle während der Infektion ermöglichen. Diese viralen Fusionsproteine erfahren spontane Konformationsänderungen. Die Fusionsproteine von HIV und Influenza führen ein amphiphiles Fusionspeptid in die Zielmembran ein und richten sich neu aus, um die Membranverschmelzung und Lipidmischung zu erzwingen. Die intrazelluläre Membranfusion von Eukaryoten umfasst SNAREs, Rab-Proteine und SM-Proteine. SNAREs lagern sich zu dicht gepackten helikalen Bündeln zusammen und ziehen Membranen zur Fusion zusammen. SM-Proteine binden SNAREs und verhindern die Bildung eines Kernkomplexes, während Rab-Proteine, GTPasen, die verschmelzenden Membranen zunächst verbinden, jedoch nicht in der Fusionsreaktion selbst. Das Verständnis der Membranfusionsmechanismen ist für das Verständnis zellulärer Prozesse und die Entwicklung therapeutischer Interventionen von entscheidender Bedeutung. Vom Viruseintritt bis zum intrazellulären Transport liefert diese Forschung wertvolle Einblicke in die Membranfusion.
Als umfassende Übersichtsarbeit, die im Annual Review of Biochemistry veröffentlicht wurde, sind der breite Umfang und die detaillierte Analyse dieses Artikels charakteristisch für das Ziel des Journals, maßgebliche Übersichten über wichtige biochemische Themen zu liefern. Der Artikel fasst die vielfältigen Prozesse der Membranfusion und Exozytose effektiv zusammen und macht ihn zu einer wertvollen Ressource für Forscher in verschiedenen Bereichen.