Tyrosinphosphatasen

Zuletzt aktualisiert am: 27.06.2019

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

Protein Tyrosin Phosphatasen; PTPs

Definition

Die Tyrosinphosphatasen (Proteintyrosinphosphatasen; PTPasen) gehören zu einerGruppe von von Enzymen, die Phosphatgruppen durch Wasseranlagerung (Hydrolyse) von phosphorylierten Tyrosinresten auf Peptiden und Proteinen (z.B. Serin, Threonin oder Tyrosin) entfernen (Proteintyrosinphosphatasen). Sie katalysieren eine Dephosphorylierung und sind damit Gegenspieler der Proteinkinasen (PTKn). Hierbei spielt ein genau abgestimmtes Wechselspiel zwischen den Proteintyrosinkinasen und den Proteintyrosinphosphatasen für die Aufrechterhaltung eines Phosphorylierungsgleichgewichts eine entscheidende Rolle.

Ca. 30% aller zellulären Proteine sind Phosphoproteine.

Einteilung

Proteinphosphatasen werden in 4 Klassen eingeteilt:

  • Alkalische Phosphatasen (kommt v.a. im Darm vor)
  • Ser/Thr-spezifische Phosphatasen (unterteilt nach Typ 1 undTyp2 mit insgesamt 4 Vertretern: PP1 (PP1G spielt eine Rolle bei der Blutzuckerregulation); PP2A; PP2B (synonym: Calcineurin); PP2C)
  • Dualspezifische Proteinphosphatasen (DSPs: unterschieden werden 3 Gruppen mit 16 Vertretern - DSP1-DSP16)
  • Tyrosin-spezifische Phosphatasen (spielen eine Rolle bei der Blutzucker-Regulierung)
  • Rezeptor-ähnliche Proteintyrosinphosphatasen (RPTs: unterschieden werden 8 Klassen (R 1 bis 8). RTPs sind an die Zellmembran gebunden und setzen sich aus einer extrazellulären Domäne, einer Transmembrandomäne und einer zytoplasmatischen Region zusammen. Die Klasse R1 der RPTPs umfasst die CD45 Familie, die ausschließlich im hämatopoetischen System exprimiert wird).
  • Intrazelluläre Proteintyrosinphosphatasen (unterschieden werden 9 Klassen (NT1-9). Die Klasse NT1 wird durch die Proteintyrosinphosphatasen PTP1B und TC-PTP gebildet. PTP1B ist eine der am intensivsten untersuchten intrazellulären Protein-Tyrosin-Phosphatasen. Die Proteintyrosinphosphatase 1B (PTP1B) wird durch das Gen PTPN1 kodiert, das beim Menschen auf Chromosom 20q13.13 lokalisiert ist. PTB1 reguliert die kardiovaskulären Effekte von Leptin. Es kontrolliert den JAK/STAT-Signalweg durch die Dephophorilisierug von JAK2. Weiterhin wirkt die Protein-Tyrosin-Phosphatase 1B als Gegenspieler des Insulins. Polymorphismen im PTPN1-Gen sind assoziiert mit Diabetes mellitus und Adipositas.

Eine weitere Einteilung der Proteintyrosinphosphatasen kann über ihre zelluläre Lokalisation vorgenommen werden in:

  • Receptor-like PTasen (diese setzen sich aus einer extrazellulären Domäne, einer Transmembrandomäne und einer zytoplasmatischen Region zusammen).
  • Non-receptor PTasen (intrazelluläre) PTPasen. Hierzu gehören die Non-Rezeptor PTPasen Typ 1 und 2 (die auch als T-Zell- PTPasen bezeichnet werden).

Allgemeine Information

Die Phosphorylierung von Tyrosin ist eine häufige posttranslationale Modifikation, die neue Erkennungsmotive für Proteininteraktionen und Zelllokalisierung erzeugt, die weiterhin die Proteinstabilität beeinflusst und die Enzymaktivität regulieren kann. Die Tyrosin-spezifische Proteinphosphatasen (PTPase) katalysieren die Entfernung von Phosphatgruppen, die an einen Tyrosinrest gebunden sind. Dieser Vorgang der Tyrosinphosphorylierung ist somit von wesentlicher Bedeutung für die Kontrolle des Zellzyklus, des Zellwachstums, der Differenzierung, des Metabolismus, der Zell-Zell-Kommunikation, der Zellmigration, der Gen-Transkription, der Aktivität der Ionenkanäle und der Immunantwort. Fehlerhafte Phosphorylierungen tragen zur Entwicklung von Krankheiten bei. Weiterhin fungieren viele Proteinphosphatasen als Tumorsuppressoren. Sie können bei diversen Tumorarten mutiert oder unterexprimiert sein.

Literatur
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  1. Achenbach P et al. (2009) Autoantibodies to zinc transporter 8 and Scl30A8 genotype stratify type 1 diabetes risk. Diabetologica 52: 1881-1888
  2. Byon JC et al. (1998) Protein-tyrosine phosphatase-1B acts as a negative regulator of insulin signal transduction. Mol Cell Biochem182:101-108.
  3. Reinsch B et al. (2003) Antikörper gegen Glutamatdecarboxylase und Tyrosinphosphatase-ähnliches Protein IA-2 in der Klassifikation von unselektionierten Diabetespatienten. Medizinische Klinik 98: 67–71
  4. Schirbel A et al. (2010) Verstärkte Expression der Protein Tyrosine Phosphatase (TCPTP) in mukosalen T Zellen bei chronisch entzündlicher Darmerkrankung. Z Gastroenterol  48  P297
  5. Wenzlau JM et al. (2007) The cation efflux transporter ZnT8 (Slc30A8) is a major autoantigen in human type 1 diabetes. PNAS 104: 17040-17045

Weiterführende Artikel (2)

Adipositas; CD45;
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