Die Protein-Disulfid-Isomerase (PDI)

Die Protein-Disulfid-Isomerase (Enzyme Classification E.C. 5.3.4.1) ist ein häufig vorkommendes, lösliches 56 kDa Protein im Lumen des ER, deren funktionell aktive Form ein Homodimer ist. Das Enzym katalysiert Thiol-Disulfid-Austauschreaktionen, d.h. die Oxidation, Reduktion und die Umlagerung von Disulfid-Brücken bei einer ganzen Reihe von Proteinen.

Domänenanordnung und Sequenz-Motive der Protein-Disulfid-Isomerase Abb.1 Die PDI zeigt signifikante Sequenz-Homologien zum Thioredoxin, einem kleinen Protein (12.000 Da), das an zahlreichen Redoxreaktionen beteiligt ist. Thioredoxin hat eine Domäne, die Reduktionsäquivalente vom NADPH auf die Ribonucleotid-Reduktase und andere Enzyme überträgt. Zwei dieser Domänen (die N'- und C'-Domäne) findet man auch in der PDI, wo sie die beiden aktiven Zentren bilden. Die Cys-Reste der aktiven Zentren bilden im Verlauf der Reaktion gemischte Disulfide mit den Substrat-Proteinen.

Dynamische Darstellung des Wirkungsmechanismus der PDI Abb.2

Sie ist auch Bestandteil von einigen multimeren Enzymen bzw. Multienzym-Komplexen wie z.B. der Prolyl-4-Hydroxylase, einem α₂β₂-Tetramer, das die Hydroxylierung von Prolin-Resten im Procollagen katalysiert.