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Phospholipase C

Phospholipase C. 10 Isoformen: ß (4) 150 kDa (ß 1 )  (2) 145 kDa (  1 ) δ (4) 85 kDa ( δ 1 ). Alle Isoformen enthalten PH-Domäne . Pleckstrin-Homologie-Domäne = Proteinmodul, ~100 AA; in vielen Signaltransduktionsproteinen enthalten (z.B. ß –adrenerge-Rezeptor-Kinase).

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Phospholipase C

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Presentation Transcript

  1. Phospholipase C 10 Isoformen: ß (4) 150 kDa (ß1)  (2) 145 kDa (1) δ(4) 85 kDa (δ1) Alle Isoformen enthaltenPH-Domäne Pleckstrin-Homologie-Domäne = Proteinmodul, ~100 AA; in vielen Signaltransduktionsproteinen enthalten (z.B. ß –adrenerge-Rezeptor-Kinase) PLC enthält zusätzlich:Src-Homologie-Domänen SH2 und SH3 SH2: ~ 100 AA; Interaktion mit Tyrosin- Ⓟ -Proteinen SH3: ~ 50 AA; Interaktion mit Protein-reichen Sequenzen in Cytoskelett-Komponenten PH- und SH2 / SH3-Domänen regulieren Protein-Protein-Interaktionen

  2. Aktivierung der PLCs: 1) PLC- ß : G-Proteine αq; ß(!, additiv) 2) PLC- : Tyrosin- Ⓟ Proteine 3) PLC-δ: ?

  3. DAG PIP2 IP3

  4. PIP2 1) Substrat für PLC ß, ,δ 2) Andockstelle für Proteine, die PH-Domäne enthalten (z.B. PLC) Zusätzlich können PH-Proteine noch an Gß- Dimere (i.d. Membran) binden und mit Membran assoziieren

  5. Calzium • universeller second messenger • [Ca ++] niedrig (< ~ 10-7M) Zellen in Ruhe • [Ca++] > ~ 10-7M)zunehmende Zellaktivität • ⇛ Signalweiterleitungsmechanismen müssen also [Ca++] ↑ • dies geschieht auf 2 Wegen: • - Spannungs-abhängige Ca++ Mobilisierung • - Agonisten-abhängige- ″ - • Da [Ca++] ein essentieller Auslöser intrazellulärer Aktivität ist, muß eine • strenge Regulierung vorherrschen⇛ Balance Ein-/Ausstrom • Ausstrom erfolgt durch Ca-Pumpen • Diese Pumpen haben höhere Ca++ Affinität als intrazelluläre Ca++-bindende • (Rezeptor-) Proteine

  6. Alle eukaryontischen Zellen haben eine Ca-ATPase Muskel/Nervenzellen zusätzlich

  7. IP3-Rezeptoren • intrazellulär; am ER • gekoppelt an Ca++-Kanal • 3 Subtypen; gewebe-spezifische Expression • moduliert durch: 1) Cross-talk-Regulation (cAMP) PKA/ATP 2) Feedback Regulation CaM Ca++/CaM-dependent Protein Kinase II PKC

  8. IP3 bewirkt nach Bindung an einen „Rezeptor“ am ER den Ausstrom von Ca++ durch Kanäle in das Cytoplasma Ca++-Effekte beendet: 1) aus der Zelle gepumpt (ATPase) 2) [IP3] ↓ durch Hydrolyse mittels Phosphatase Im Cytoplasma bindet Ca++ an Bindungsproteine: • Troponin C (Skelett- und Herzmuskulatur) • Calmodulin

  9. Calmodulin • in allen Pflanzen- u. Tierzellen • ~ 107 Moleküle/Zellen ~ 1 % des • Gesamtproteins • Polypeptid; 150 AS • 4 Ca++ Bindunggsstellen • Konformationsänderung nach • Ca++-Bindung

  10. Ca++ - Kinasen Ca++/Calmodulin-Komplex reguliert viele Enzyme und Transportproteine. Aktiviert Ca++-Kinasen: SER, THR z.B. Phosphorylase-Kinase

  11. Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Aktivierung + / De-Aktivierung - der Phosphorylase Kinase  α α inaktiv aktiv PKA + β β - inaktiv aktiv

  12. Ca M Ca M ist in die meisten wichtigen intrazellulären Signaltransduktionswege involviert aktiviert Ⓟ & De - Ⓟ Adenylat/Guanylatcyclase & Phosphodiesterase

  13. CaM schaltet Ca++-Signal ab durch: • Aktivierung der Ca++/ATPasedirekt • Aktivierung der SR Ca++/ATPase indirekt über CaM-K • Aktivierung der CaM-abhängigen IP3-3-Kinase • (IP3→IP4; PIP2-Weg abgeschaltet) • CaMK-abhängige Inaktivierung von PLAse A2

  14. Bildung von DAG

  15. Kooperation/Antagonismus bei der Synthese von DAG PIP2-abhängige Isoform Phosphatase PLC PLD DAG PIP2 IP3 + PA + Cholin PC +Pi Wenn PLC PIP2 hydrolysiert, sinkt [PIP2] PIP2-abhängigePLD wird inaktiviert Wenn viel PIP2 vorhanden, wird auch noch PLD aktiviert:

  16. Protein Kinase C (PKC) • SER, THR-Kinase • Ca2+ und PL-abhängig • involviert in verschiedenste Vorgänge wie z.B. • - synaptische Übertragung • - Neuronenentwicklung • - Exocytose • - Wachstum • - Lernen • - Tumorentstehung • Aktiviert durch Assoziation von PL (v.a. PS) mit PKC in • Gegenwart von erhöhtem [Ca++] • Wenn DAG beteiligt, so erhöht dieses die Affinität von PKC für • PS und Ca++und PKC kann schon bei physiologischem [Ca++] • aktiviert werden

  17. Prinzipielle Aktivierung durch Translokation zur Membran

  18. ubiquitär nur ZNS Verschiedene PKC Isoformen unterschiedlich aktiviert in meisten Zellen

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