Proteinkinase G
Die Proteinkinase G (PKG), auch cGMP-abhängige Proteinkinase, gehört zur Familie der Serin/Threonin-Kinasen und kommt überwiegend in der glatten Muskulatur, in Thrombozyten und dem Kleinhirn (Cerebellum) vor. Sie wird durch cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP) aktiviert.
| Proteinkinase G | ||
|---|---|---|
| Masse/Länge Primärstruktur | 150 kDa | |
| Sekundär- bis Quartärstruktur | Dimer | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Name(n) | PRKG1[1] | |
| Externe IDs | ||
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 2.7.11.12, Proteinkinase | |
Struktur
Die PKG besteht aus zwei Untereinheiten (je 75 kDa)[2] mit je einer katalytischen und einer regulatorischen cGMP-bindenden Domäne. Sie enthält, ähnlich der Proteinkinase C, einen N-terminalen Bereich, die autoinhibitorisch wirksame Pseudosubstrat-Region. Durch die Bindung von cGMP an das sog. cNMP (cyclic nucleotide monophosphate)-Motiv wird die negativ-regulatorische Wirkung der Pseudosubstratregion aufgehoben.
Funktion
Im Muskel hemmt die cGMP-abhängige Proteinkinase nach Aktivierung durch cGMP die Kontraktion durch Phosphorylierung zweier Substratproteine:
- Myosinphosphatase (Myosin light Chain Phosphatase, MLCP): Sie dephosphoryliert die regulatorische leichte Kette des Myosins und wird durch die PKG-vermittelte Phosphorylierung aktiviert
- Inositoltrisphosphat (IP3)-Rezeptor: Er bildet in der Membran des sarkoplasmatischen Retikulums der glatten Muskelzellen einen eigenständigen Ca2+-Kanal, der bei PKG-vermittelter Phosphorylierung geschlossen wird
Die wichtigste Funktion der cGMP-abhängigen Proteinkinase in der glatten Muskulatur beruht auf ihrer relaxierenden Wirkung, welche auch das therapeutische Prinzip aller NO-freisetzenden Vasodilatatoren wie Nitroprussit oder dem zur Behandlung der akuten koronaren Herzkrankheit eingesetzten Nitroglycerin ist.
Durch eine Phosphorylierung des CFTR-Proteins kann die PKG auch die Chloridsekrektion und den konsekutiven Wassertransport stimulieren.
Literatur
- Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Duale Reihe Biochemie. 4. Auflage. Thieme, Stuttgart 2016, ISBN 978-3-13-125354-5.
- C. Heinrich, Matthias Müller, Lutz Graeve: Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie. 9. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-17971-6.