Hemmstoffe für Transferasen

Zusammenfassung

Ende der 1970er-Jahre erhärtete sich die Erkenntnis, dass Proteine nicht einfach nur im Ribosom übersetzt und synthetisiert werden, sondern dass eine der Translation nachgeschaltete Veränderung stattfinden kann. Neben einer Glycosylierung beobachtet man vor allem das Anfügen von Phosphatgruppen an Alkoholfunktionen, die in Serin, Threonin und Tyrosinresten vorkommen. Später hat man noch erkannt, dass auch Histidin phosphoryliert werden kann. Es zeigte sich, dass der Phosphorylierungsgrad eines Proteins in der Zelle im Verlauf der Zeit dramatische Veränderungen durchlaufen kann. Die zelluläre Reproduktion erwies sich als stark von diesen Änderungen abhängig. Somit lag es auf der Hand, die Phosphorylierung mit intrazellulären Signalvorgängen in Zusammenhang zu bringen. Als Quelle für die zu übertragenden Phosphatgruppen konnte ATP ermittelt werden. Doch lässt sich die Bindung zwischen den Phosphatgruppen des ATPs nicht so einfach auf die Alkohol- bzw. Phenolgruppe einer Aminosäure übertragen. Diese Reaktion ist in wässrigem Medium kinetisch zu langsam. Daher hat die Natur effiziente Katalysatoren für diese Aufgabe entwickelt: die Proteinkinasen. Umgekehrt ist das Abspalten einer Phosphatgruppe von einer phosphorylierten Aminosäure unter physiologischen Bedingungen ebenfalls ein sehr langsamer Vorgang. Auch er braucht effiziente Enzyme. Dafür stehen die Phosphatasen bereit. Somit ist die Proteinphosphorylierung ein reversibler Prozess, der in beiden Richtungen durch die genannten Enzymklassen „geschaltet“ wird (◘ Abb. 26.1). Obwohl diese Enzyme eine sehr generelle Reaktion katalysieren, sind sie doch in ihrer Substraterkennung sehr spezifisch. Nur so können sie Signalprozesse präzise steuern und regeln sowie Proteine in ihrer Funktion ein- und ausschalten.