Helmichs Biologie-Lexikon

SSB-Proteine

Bei den SSB-Proteinen (single stranded binding proteins) handelt es sich um kleine Protein-Moleküle, die sich an einen DNA-Einzelstrang binden und diesen stabilisieren können. Daher werden diese Proteine im Deutschen auch als einzelstrangstabilisierende oder einzelstrangbindende Proteine bezeichnet. SSB-Proteine kommen in allen Lebewesen vor (Pro- und Eukaryoten) und sogar in Viren [4].

Die SSB-Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der DNA-Replikation, vor allem in der Elongationsphase [1, 2]. Es handelt sich um relativ kleine Proteine, die bei Bakterien aus vier Untereinheiten mit einem Molekulargewicht von je 19.000 g/mol bestehen. Die SSB-Proteine binden ausschließlich an einzelsträngige DNA und decken dort einen Bereich von ca. 8 - 12 Nucleotiden ab [2]. Die DNA-Basen werden von den SSB-Proteinen aber nicht bedeckt, so dass sie für die DNA-Polymerase bei der Replikation zugänglich sind [3].

Die SSB-Proteine haben im Wesentlichen drei Funktionen bei der Replikation der DNA:

  1. Verhinderung der Bildung neuer H-Brücken zwischen komplementären Basen, also Aufrechterhaltung des Einzelstrang-Zustandes.
  2. Schutz der Einzelstrang-DNA vor dem Abbau durch Nucleasen.
  3. Erleichterung der Bildung von RNA-Primern.

FIMO-Modell eines eukaryotischen SSB-Proteins, angeregt durch eine Abbildung im Graw, Genetik [3] (siehe Kasten).
Autor: Ulrich Helmich 2021, Lizenz: siehe Seitenende

SSB-Proteine stellen einen interessanten Fall von Kooperation zwischen Molekülen dar: Je mehr SSB-Proteine an die DNA gebunden sind, desto leichter fällt weiteren SSB-Proteinen die Bindung an die DNA. Daher ist einzelsträngige DNA "übersät" mit SSB-Proteinen.

Vor allem bei der DNA-Replikation treten SSB-Proteine in Erscheinung. Eigentlich ist diese Aussage noch untertrieben, denn ohne SSB-Proteine kann überhaupt keine DNA-Replikation stattfinden. Man hat bei Bakterien Mutationen gefunden, die ein defektes SSB-Gen hatten und daher keine SSB-Proteine synthetisieren konnten. Diese Bakterien waren nicht mehr fähig, sich zu teilen, weil sie ihre DNA nicht replizieren konnten [2].

Quellen:

  1. Nelson, Cox: LEHNINGER Principles of Biochemistry. Macmillan Learning, New York 2021.
  2. Alfred Nordheim, Rolf Knippers: Molekulare Genetik, 11. Auflage, Thieme-Verlag Stuttgart 2018.
  3. Jochen Graw: Genetik, 7. Auflage, Springer Spektrum, Berlin 2021.
  4. engl. Wikipedia, Artikel "Single-stranded binding protein".