Die Proteinkinase C (kurz PKC) ist ein Enzym der Familie der Proteinkinasen. Durch eine Übertragung von Phosphat auf Serin- oder Threoningruppen steuert sie die Aktivität nachgeordneter Enzyme oder Faktoren. Auf Grund dieser regulatorischen Funktion besitzt die Proteinkinase C besitzt eine zentrale Rolle bei der zellulären Signalweiterleitung (Signaltransduktion).
Wichtige weitere Mitglieder der Enzymklasse der Proteinkinasen sind Proteinkinase A, Proteinkinase B und Proteinkinase G.
Die Proteinkinasen C besteht aus einer regulatorischen N-terminalen (R) und einer katalytischen C-terminalen Domäne (C). Wie auch für die Proteinkinase A beschrieben, weist die regulatorische Domäne eine Pseudosubstratsequenz auf, die das aktive Zentrum der katalytischen Domäne im Ruhezustand blockiert: Anstelle eines phosphorylierbaren Serinrestes ist hier ein Alaninrest vorhanden.
Derzeit sind 12 Isoenzyme der Proteinkinase C bekannt. Sie wurde inzwischen aus Drosophila und zahlreichen Säugern kloniert. Ihre Molekülmassen betragen 61 bis 154 kDa.
Funktion
Die Proteinkinase C besitzt eine zentrale Bedeutung bei der Signaltransduktion. Ihre Aktivität wird über Hormone und Neurotansmitter gesteuert, deren Signal über sekundäre Botenstoffe, sogenannte second messenger weitergeleitet wird.
Für die Funktion der Proteinkinase C wird Ca2+ benötigt. Darüber hinaus ist die Bindung an Phosphatidylserin, eine Lipidkomponente der inneren Seite der Zellmembran, erforderlich. Diacylglycerin, ein second messenger, erhöht die Affinität für Ca2+ in einem Maße, dass die Aktivität des Enzyms schon bei physiologischen Konzentrationen des Ions gewährleistet ist.
Abbildung: Entstehungsweise der second messenger Inosit-1,4,5-triphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG). IP3 führt zur Leerung intrazellulärer Calciumspeicher, was die Aktivierung der Calmodulin-abhängigen, sog. CaM-Kinasen ermöglicht und die Aktivierung der Proteinkinase C unterstützt. Im Rahmen des Inositphosphat-Zyklus wird IP3 zunächst zu IP4 phosphoryliert, bevor es für die Resynthese von Phosphatidyinositphosphaten, wichtigen Membrankomponenten, schrittweise dephosphoryliert wird. Solange IP4 Bestand hat, unterstützt es den Einfluss extrazellulären Calciums durch Öffnen von membranständigen Calciumkanälen.
Signaltransduktion
Bindung einer Reihe von Neurotransmittern, Wachstumsfaktoren und Hormonen an ihre (G-Protein-gekoppelten Rezeptoren vermittelt über die Aktivierung der Phospholipase C (PLC) die Freisetzung der second messenger Inosit-1,4,5-triphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG) aus der Membrankomponente Phosphatidylinosit-diphosphat (PIP2). IP3 bindet an intrazelluläre Calciumspeicher (endoplamatisches Reticulum und/oder Mitochondrien) und verursacht die Freisetzung von Ca++.
Bedeutung für die Zellproliferation
PKC hat Bedeutung bei der Regulierung des zellulären Wachstums. Eine Fehlsteuerung kann an der Auslösung von Krebs beteiligt sein.
Die Bedeutung der PKC für Zellteilung und Proliferation wurde offensichtlich, als man die Wirkungsweise der Phorbolester, wichtiger Co-carcinogene erkannte. Diese polyzyklischen Alkoholderivate aktivieren das Enzym aufgrund ihrer Ähnlichkeit zum natürlichen Aktivator DAG. Die dadurch vermittelte Aktivität hat lange Bestand, da Phorbolester im Gegensatz zu DAG nur langsam abgebaut werden.
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