Zinkfingerprotein
# Zinkfingerprotein

Zinkfingerproteine sind eine Klasse von nucleinsäurebindenden Proteinen, die eine bestimmte Proteindomäne besitzen: die Zinkfingerdomäne, bei der ein Zinkion (Zn$^{2+}$) koordinativ gebunden ist. Die Polypeptidkette nimmt durch den Einbau des Zinkatoms eine schleifenförmige Struktur – den sogenannten Zinkfinger – ein, welche spezifisch mit der DNA oder auch RNA interagieren kann. Entdeckt wurden sie von Aaron Klug im Transkriptionsfaktor IIIA aus der Krallenfroschart Xenopus laevis.

## Aufbau

Zinkfingerproteine haben mindestens eine Zinkfingerdomäne, die sich um ein zentrales Zinkion faltet (siehe Abbildung). Hierbei bildet das Zinkion durch seine gefüllte d-Orbitalschale starke Wechselwirkungen mit den Schwefel-, Stickstoff- oder Sauerstoffatomen der Aminosäurereste (meist Cystein und Histidin). Hierbei kommt es zu einer tetraedrisch aufgebauten koordinativen Bindung. Das Zinkion ist auch dafür verantwortlich, dass auch relativ kleine Abschnitte einer Polypeptidbindung so stabilisiert werden, dass sie mit Nucleinsäuren interagieren können. Da Zink nur eine stabile Oxidationsstufe hat, kann es innerhalb der Zelle ebenfalls keine unerwünschten Reaktionen katalysieren. Die Zinkfinger-Domäne ist eine hauptsächlich an DNA bindende Domäne, daher sind Zinkfingerproteine meist Transkriptionsfaktoren. Auch RNA-bindende Zinkfingerproteine sind bekannt. Zu den Zinkfingerproteinen zählen aber auch Rezeptoren für Steroidhormone.
Bei der Rolle als Transkriptionsfaktor bindet die Schleife des Proteins, das im Inneren jeweils zwei Cystein- und zwei Histidinreste um das zentrale Zn$^{2+}$-Ion enthält (Cys$_2$His$_2$-Zinkfingerprotein), an eine bestimmte Base in der großen Furche der DNA-Doppelhelix. Zinkfingerproteine können auch aus vier beziehungsweise sechs zinkbindenden Cystein-Resten aufgebaut sein (Cys$_4$- bzw. Cys$_6$-Zinkfingerproteine).
Die Zinkfingerdomäne besteht immer aus einer Consensus-Sequenz, die je nach Art der Zinkfingerdomäne variieren kann.

## ZAP

Ein spezielles Zinkfingerprotein ist ZAP (englisch zinc finger antiviral protein). Es dient in Säugetieren dazu, Viren abzuwehren.

## Potenzielle Anwendung

Die Fähigkeit von Zinkfingerproteinen spezifisch an nahezu jede DNA-Sequenz binden zu können, macht speziell aufgebaute (designed) Zinkfingerproteine zu potenziellen Gentherapeutika für die Behandlung verschiedener genetisch bedingter Krankheiten. Es können mit Zinkfingerdomänen auch künstliche Restriktionsenzyme, die Zinkfingernukleasen hergestellt werden.