Helmichs Biologie-Lexikon

Proteinkinase C

Proteinkinasen sind allgemein Enzyme, die eine Phosphatgruppe auf ein Protein übertragen, in der Regel durch Spaltung eines ATP-Moleküls, das dann zu ADP wird.

Protein + ATP → Protein-P + ADP

Die Proteinkinase C (kurz PKC) überträgt eine Phosphatgruppe auf die Seitenketten der Aminosäuren Serin und Threonin in einem Protein und verändert damit meistens auch die Konformation des Proteins. Handelt es sich bei diesem Protein um ein Enzym (was eigentlich immer der Fall ist), dann verändert diese Konformationsänderung auch die Aktivität des Enzyms.

Aktivierung

Aktiviert wird die Proteinkinase C durch Calcium-Ionen Ca2+ und den second messenger IP3.

Aktivierung der Proteinkinase C (PKC) durch IP3
Yikrazuul, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Auf diesem Bild aus der Wikipedia sieht man, wie die Proteinkinase C durch den second messenger Diacylglycerin (DAG) und Ca2+-Ionen aktiviert wird.

Der second messenger DAG entsteht durch die Spaltung des aktiven Membranlipids PIP2 durch das Enzym Phospholipase C (PLC). Dieses Enzym wiederum wird durch die α/GTP-Einheit eines aktivierten G-Proteins angeregt.

Das zweite Spaltprodukt von PIP2 ist Inositoltrisphosphat (IP3). Dieser second messenger setzt sich in ligandengesteuerte Ca2+-Kanäle des endoplasmatischen Reticulums und öffnet diese. Der massive Ausstrom von Ca2+-Ionen fördert wiederum die Aktivität der Proteinkinase C und anderer Enzyme.

Hemmung

Das zu den Membranlipiden gehörende Sphingosin hemmt die Proteinkinase C.

Biologische Funktion

Wie man bereits in der Abbildung 1 erkennen kann, kann die Proteinkinase C durch externe Signal-Moleküle aktiviert werden (Hormone und Neurotransmitter). Wenn sich ein solches Molekül in einen G-Protein gekoppelten Rezeptor (GPCR) auf der Außenseite der Zellmembran setzt, startet die im Bild gezeigte Signalkette.

Protein kinase C

Die Seite "Proteinkinase C" der engl. Wikipedia zeigt eine große Tabelle mit allen möglichen Funktionen der Proteinkinase C. Ein Blick darauf lohnt sich wirklich!

Um nur eine der vielen in der Tabelle genannten Funktionen aufzuzählen: In der glatten Muskulatur des Verdauungssystems bewirken die Signal-Moleküle Prostaglandin F und verschiedene Thromboxane eine Kontraktion der Muskelzellen. Auch in anderen Systemen mit glatter Muskulatur bewirkt eine aktivierte Proteinkinase C eine Kontraktion, allerdings hier durch andere Signal-Moleküle ausgelöst.