ABC-Transporter, ATP-bindende Cassetten-Transporter, eine Superfamilie von pro- und eukaryontischen Membrantransportproteinen, die ATP hydrolysieren und eine Vielzahl von Molekülen (Aminosäuren, anorganische Ionen, Mono- und Polysaccharide, Peptide oder Proteine) transportieren. Bisher sind über 50 A. bekannt. Alle A. bestehen aus vier Kerndomänen: zwei mit jeweils sechs Transmembranbereichen und zwei ATP-bindende Domänen, die sogenannten ATP-Bindungskassetten (Abb.). Diese Kassetten (funktionelle Domänen/Bereiche in einem Protein) sind die Grundlage für den energiegekoppelten Substrattransport gegen einen Konzentrationsgradienten. Die vier Domänen sind bei den verschiedenen A. auf unterschiedliche Weise angelegt – als individuelle Polypeptide oder fusioniert. Bei einigen dieser Transporter treten weitere Domänen mit regulatorischer Funktion auf. Die Proteine der Transporterfamilie sind sequenzhomolog. Die geringste Sequenzhomologie weisen die Transmembrandomänen auf, die für die Substratspezifität verantwortlich sind. Die A. sind in der Regel in der Cytoplasmamembran lokalisiert. Ausnahmen sind die TAP-Transporter (Peptid-Transporter) in der Membran des endoplasmatischen Reticulums und der cis-Golgi-Membran sowie ein Transportprotein der Peroxisomenmembran und ein Multidrug-Resistenz-Protein in der Membran der Verdauungsvakuole des Malariaparasiten Plasmodium falciparum. Bei Bakterien mit zwei Zellmembranen (z.B. E. coli) sind diese Transport-ATPasen in der inneren Membran lokalisiert, während sich in der äußeren Membran ein Hilfssystem befindet, das die zu transportierenden Metabolite aufnimmt und an die Transportproteine weiterreicht. Obgleich die meisten Mitglieder der A. in Prokaryonten beschrieben wurden, wächst die Zahl der in Eukaryonten entdeckten Transport-ATPasen ständig. Das Multidrug-Resistenz-Transportprotein (MDRP, engl. multidrug resistance protein), das wegen der Fähigkeit, hydrophobe Pharmaka aus Eukaryontenzellen zu pumpen, diese Bezeichnung erhielt, war unter den zuerst entdeckten eukaryontischen Transportsystemen. Weitere repräsentative Vertreter der A. sind die Chloroquin-Resistenz-ATPase in P. falciparum , das Sexual-Pheromon-Exportsystem bei Hefen, die Peptidpumpe in ER-Membranen bei Wirbeltieren, das mit der Mucoviscidose assoziierte CFTR-Protein (cystische-Fibrose-Transmembran-Regulatorprotein) u.a. [C.F. Higgins Annu. Rev. Cell Biol. 8 (1992) 67.]

ABC-Transporter