zum Directory-modus

Second Messenger

Diacylglycerol (DAG) und die Proteinkinase C

Diacylglyceride sind Bestandteile von Glycerolipiden in der Zellmembran (z.B. als Vorstufe der Triglyceride). Bei der Spaltung des Phosphoinositids durch Phosphoinositidase (Phospholipase C) entstehen Phosphatidyl-inositol-4,5-diphosphat (PIP2) und Inositol-1,4,5-triphosphat (IP3).

DAG aktiviert die Proteinkinase C (PKC). Die PKC phosphoryliert Serin- und Threonin-Reste in vielen Zielproteinen; das Enzym ist allerdings nur in Gegenwart von Ca2+-Ionen und Phosphatidyl-serin aktiv. Diacylglycerin erhöht die Affinität der PKC für Calcium und aktiviert dieses Enzym dadurch bei physiologischen Konzentrationen des Ions. Da IP3 die intrazelluläre Calcium-Konzentration erhöht, kommt es zu einer synergistischen Wechselwirkung zwischen DAG und IP3.

Die PKC hat ein Molekulargewicht von ungefähr 80 kDa. Es gibt eine N-terminale regulatorische und eine C-terminale katalytische Domäne. Trennt man das Molekül an der Verbindung zwischen beiden Domänen durch hydrolytische Spaltung ("limitierte Proteolyse"), so entsteht ein permanent aktives Enzymfragment und ein regulatorisches Fragment, das Ca2+-Ionen und DAG bindet.

Abb.1
Diacylglycerol (R = H) mit je einem Rest Linolensäure und Palmitinsäure

Die regulatorische Untereinheit der PKC weist eine Pseudosubstratsequenz mit vielen positiv geladenen Resten auf:

Anstelle des markierten Alanins hat ein umsetzbares Substrat ein Serin oder Threonin. Ist kein umsetzbares Substrat verfügbar, so besetzt das Pseudosubstrat die Bindungsstelle. Die Bindung von DAG unterbricht die Wechselwirkung mit dem Pseudosubstrat und ermöglicht dem eigentlichen Substrat den Zugang zum Molekül.

Wie IP3 wird auch Diacylglycerin rasch weiter metabolisiert und wirkt daher nur vorübergehend. Es kann zu Phosphatidat phosphoryliert oder zu Glycerol und den jeweiligen Fettsäuren hydrolysiert werden. Arachidonsäure, eine mehrfach ungesättigte Fettsäure, die normalerweise die Position 2 der Glycerol-Einheit von PIP2 einimmt, ist die Vorstufe einer ganzen Reihe von Hormonen mit 20 Kohlenstoff-Atomen, zu denen auch die Prostaglandine gehören.

Seite 3 von 7