Proteinkinase C

Die Proteinkinase C besitzt eine zentrale Bedeutung bei der Signaltransduktion. Ihre Aktivität wird über Hormone und Neurotransmitter gesteuert, deren Signal über sekundäre Botenstoffe, (Second messenger), weitergeleitet wird. Die Proteinkinase C unterliegt einer komplexen Aktivierungsfolge bevor sie vollständig katalytisch aktiv wird. Für ihre Aktivierung sind Calciumionen (Ca2+), Phospholipide und Diacylglycerin notwendig. Sphingosin hemmt dagegen die Proteinkinase C.

Die Proteinkinase C hat eine fundamentale Bedeutung bei der Regulierung des zellulären Wachstums. Eine Fehlsteuerung der Proteinkinase C kann an der Induktion maligner Tumoren sowie an der Entstehung diabetischer Spätkomplikationen beteiligt sein.

Mutationen der Proteinkinase C wurden beim Kawasaki-Syndrom nachgewiesen.

Proteinkinase C und Diabetes: Bei Patienten mit Diabetes mellitus führen erhöhte Blutzuckerspiegel zu einem Anstieg der Diacylglycerol-Konzentration (DAG) in der Zelle und so zu einer Aktivierung der Proteinkinase C. Dies fördert die Produktion von extrazellulärer Matrix und Zytokinen, erhöht die Kontraktilität und Permeabilität (Durchlässigkeit) von Blutgefäßen, steigert des Zellwachstum in Blutgefäßen, aktiviert die Phospholipase A2 und hemmt die Na+/K+-ATPase. Die Folge sind Gefäßschäden der Netzhaut des Auges, der Niere und des Herzens.

 

Derzeit sind zehn Isoenzyme der Proteinkinase C bekannt. Hierbei können drei Gruppen der PKC-Isoenzyme unterschieden werden:

• die klassische PKC (cPKC) - cPKC-Isoformen: α, β1, β2, γ Isofoermen
• die neue PKC (nPKC) - nPKC-Isoformen: ε, δ, η und θ Isoformen
• die atypische PKC (aPKC) - aPKC-Isoformen: ζ und λ/τ.

Weiterhin ist eine PKCμ bekannt, die jedoch als Proteinkinase D1 bezeichnet wird. Die Molekülmassen der versch. PKC-Isoformen betragen 61 bis 154 kDa.

Die Bedeutung der Proteinkinase C für Zellteilung und Proliferation wurde offensichtlich durch Analyse der Wirkungsweise versch. Phorbolester. Phorbolester sind polyzyklische Alkoholderivate und wie z.B. TPA (12-tetradecanoyl phorbol 13-acetat) potente  Karzinogene. Phorbolester initiieren zwar nicht selbst eine Tumorbildung. Sie fördern jedoch die Wirkung kanzerogener Stoffe. Die Ester aktivieren die Proteinkinase C aufgrund ihrer Ähnlichkeit zu dem natürlichen Aktivator DAG (Diacetylglycerol). Die dadurch vermittelte Aktivität persistiert lange, da Phorbolester im Gegensatz zu DAG nur sehr verzögert abgebaut werden.