ABC membrane transporters and their multifunctional nature

Najliczniejszą rodzinę białek transportowych tworzą transportery ABC, które pośredniczą w aktywnej translokacji związków przez błonę komórkową wykorzystując do tego celu energię pochodzącą z hydrolizy ATP. Białka te mogą działać jako importery (wyłącznie u Procaryota) lub eksportery (u Procaryota i Eucaryota) określonych substratów. Choć transportery ABC wykazują dość konserwatywny schemat budowy, pełnione przez nie funkcje w organizmie są zróżnicowane. Białka te są ważnymi elementami bariery krew-narząd, uczestniczą w utrzymaniu homeostazy lipidowej, komórkowej odpowiedzi immunologicznej, rozwoju oporności wielolekowej, wpływają na biologię komórek nowotworowych, pełnią rolę kanałów jonowych lub regulatorów ich aktywności. Działanie transporterów ABC jest także ściśle związane z występowaniem pewnych chorób, takich jak mukowiscydoza, zespół Dubina-Johnsona, choroba Tangiera, przetrwała noworodkowa hipoglikemia hiperinsulinomiczna (PNHH) oraz choroby nowotworowe. Ze względu na potencjał terapeutyczny, transportery ABC budzą coraz większe zainteresowanie. Uważa się, że dokładne poznanie mechanizmów działania transporterów ABC oraz systemów regulujących ich aktywność może stworzyć podwaliny do rozwoju medycyny spersonalizowanej, szczególnie w zwalczaniu chorób nowotworowych.

ABC transporters are the largest family of transport proteins, which mediate the active translocation of a wide spectrum of molecules through the cell membrane, using energy from hydrolysis of ATP. They can act as importers (in Procaryota exclusively) or exporters (in both Procaryota and Eucaryota) of specified substrates. Despite a quite conservative structure model, ABC transporters are diverse in terms of functions performed in the body. These proteins are important elements of the blood-organ barriers, they maintain lipid homeostasis, participate in cellular immune response but also are involved in the development of multidrug resistance as well as affect the biology of tumour cells. Additionally, they play the role of ion channels or regulators of their activity. The activity of ABC transporters is also correlated with the occurrence of certain disease entities, such as cystic fibrosis, Dubin-Johnson syndrome, Tangier disease, persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy (PHHI) and neoplasia. Due to their therapeutic potential, ABC transporters are becoming increasingly popular. Knowledge of the mechanisms of actionof ABC transporters and their regulatory systems will provide the basis for the development of personalized medicine, which may be significant especially in the context of cancer treatment.