Transglutaminase 3

Durch Keratinoyzten gebildetes Enyzm das zu der Familie der Transglutaminasen gehört. Hierbeihandelt es sich um Enzyme, die die Vernetzung von Proteinen durch Epsilon-gamma-Glutamyl-Lysin-Isopeptidbindungen katalysieren. Die epidermale Transglutaminase wird von dem TGM3-Gen kodiert, das auf Chromosom 20p13 lokalisiert ist. Sie besteht initial aus zwei Polypeptidketten, die aus einem einzigen Vorläuferprotein durch Proteolyse aktiviert werden. Die Aktivierung des Enzyms wird durch Guanosintriphosphat (GTP) gesteuert. Dessen Hydrolyse zu GDP führt zur Freilegung der aktiven katalytischen Domäne, die dann die Transglutaminase-Reaktion ermöglicht.

Die Epidermale Transglutaminase ist an den späteren Stadien der Zellhüllenbildung in der Epidermis und im Haarfollikel beteiligt. Das Enzym katalysiert die kalziumabhängige Bildung von Isopeptid-Querverbindungen zwischen Glutamin- und Lysinresten in verschiedenen Proteinen sowie die Konjugation von Polyaminen an Proteine. Sie ist  an der Bildung der „cornified envelope“ (CE) beteiligt, einer spezialisierten Komponente, die aus kovalenten Querverbindungen von Proteinen unter der Plasmamembran von endständig differenzierten Keratinozyten besteht. Katalysiert kleine prolinreiche Proteine (SPRR1 und SPRR2) und LOR-Quervernetzungen zur Bildung kleiner Interketten-Oligomere, die von TGM1 auf dem wachsenden CE-Gerüst weiter vernetzt werden. In Haarfollikeln ist es an der Vernetzung von Strukturproteinen beteiligt, um die innere Wurzelscheide zu härten.

Zu den Krankheiten, die mit TGM3 assoziiert sind, gehört die Dermatitis herpetiformis. Bei der Dermatitis herpetiformis werden v.a. IgA-Autoantikörpern gegen die epidermale Transglutaminase nachgewiesen.

Mutationen im TGM3-Gen werden beim Syndrom der Unkämmbaren Haare nachgewiesen (Basmanav FB et al. 2016).

Die epidermale Transglutaminase wird hauptsächlich in den Keratinozyten synthetisiert. Die Synthese des Proteins wird durch verschiedene Prozesse bei der Zelldifferenzierung reguliert.

1. Basmanav FB et al. (2016) Mutations in Three Genes Encoding Proteins Involved in Hair Shaft Formation Cause Uncombable Hair Syndrome. Am J Hum Genet 99:1292-1304.
2. Chermnykh ES et al. (2020) Transglutaminase 3: The Involvement in Epithelial Differentiation and Cancer. Cells 9:1996.
3. Smirnov A et al. (2019) Transglutaminase 3 is expressed in basal cell carcinoma of the skin. Eur J Dermatol 29: 477-483.