1 Biochemie der Hormone 10 - Medi

1 Biochemie der Hormone
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Wird über Gq die Phospholipase C aktiviert,
spaltet sie Esterbindungen, und zwar mit Vorliebe die eines ganz bestimmten Membranlipids. Dieses Membranlipid heißt Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat (PIP2). Da PIP2 aus
einem Inositolrest und einem Glycerin mit 2
Fettsäureresten besteht, entstehen bei der
Spaltung die zwei Produkte Inositoltriphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG). Beide –
IP3 und DAG – sind Second messenger.
Während das wasserlösliche IP3 zum endoplasmatischen Retikulum diffundiert und dort
Calciumkanäle öffnet, verbleibt das DAG in
der Zellmembran. Letztendlich führen der
IP3-vermittelte Anstieg des Ca2+-Spiegels der
Zelle (das ER ist reich an Calcium, durch die
Öffnung der Membrankanäle kann es ausströmen) und die vermehrte Produktion des
­membranständigen DAG zur Aktivierung der
Proteinkinase C (PK C).
Ähnlich der PK A kann die aktivierte PK C nun
Seryl- und Threonylreste phosphorylieren und
damit den Aktivitätszustand von verschiedenen Enzymen und Proteinen regulieren (Interkonversion, s. Abb. 7, S. 8).
PS
Substrat
PS
DAG
Ca2+
PS = Pseudosubstrat
Abb. 10: Proteinkinase C
medi-learn.de/6-bc5-10­
Auch der Ca2+-Anstieg allein wirkt wie ein
­Second messenger. Der Ca2+-Spiegel der Zelle
ist nämlich sehr genau reguliert. Kommt es zu
einer vermehrten Freisetzung von Calcium, löst
genau das in der Zelle schon Reaktionen aus
(z. B. vermehrte Muskelkontraktion, vermehr-
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te Exkretion in neuronalen Zellen). Außerdem
werden Ca2+-bindende Proteine wie Calmodulin aktiviert. Calmodulin besitzt Strukturähnlichkeit mit Troponin C und kann, zusammen mit
Calcium, Kinasen (z. B. Myosin-Leichtkettenkinase in der glatten Muskulatur) aktivieren, die
daraufhin – ähnlich wie die PK A und die PK C
– in den Zellstoffwechsel eingreifen.
Merke!
Vermittelt durch G-Proteine werden folgende
Prozesse in der Zelle eingeleitet:
–– Über die Adenylatcyclase wird der cAMPSpiegel im Plasma gesteigert.
–– Die Phospholipase C steuert die intrazelluläre Konzentration von IP3, DAG und Calcium.
Diese Vorgänge führen zu veränderten Enzym­
aktivitäten, vermittelt durch die phosphorylierenden Proteinkinasen A oder C (Interkonversion).
Tyrosinkinasen
Tyrosinkinasen liegen in der Plasmamembran
als Monomere vor. Bevor sie aktiv werden, bilden sie jedoch Dimere. Und das geht so: Nachdem ein Hormon an ein Monomer gebunden
hat, sucht sich dieses Monomer ein identisches,
nicht hormonbeladenes R
­ ezeptorprotein als
Bindungspartner. Dabei entsteht ein Homodimer (zwei gleiche Teile bilden ein Dimer).
Das Wirkprinzip aller Tyrosinkinaserezeptoren beruht auf einer einfachen oder multiplen
­Autophosphorylierung (sich selbst phosphorylieren). Nach oben erwähnter Assoziation
zu Dimeren kommt es zur Autophosphorylierung von intrazellulären Tyrosylresten des Rezeptors (deshalb der Name Tyrosinkinase). Die
Phosphorylierung erfolgt dabei durch den Rezeptorkomplex selbst (deshalbTyrosinkinase).
Dadurch wird der Rezeptor aktiviert, und Proteine mit einer SH2-Domäne können an die phosphoryliertenTyrosylreste binden. Diese Proteine werden dadurch aktiviert und sind so für die
weitere Signalübertragung zuständig: