Proteinkinase G

Proteinkinase G
Masse/Länge Primärstruktur	150 kDa
Sekundär- bis Quartärstruktur	Dimer
Bezeichner
Gen-Name(n)	PRKG1[1]
Externe IDs	OMIM: 176894 UniProt Q13976
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	2.7.11.12, Proteinkinase
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen

Die Proteinkinase G (PKG), auch cGMP-abhängige Proteinkinase, gehört zur Familie der Serin/Threonin-Kinasen und kommt überwiegend in der glatten Muskulatur, in Thrombozyten und dem Kleinhirn (Cerebellum) vor. Sie wird durch cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP) aktiviert.

Struktur

Die PKG besteht aus zwei Untereinheiten (je 75 kDa)[2] mit je einer katalytischen und einer regulatorischen cGMP-bindenden Domäne. Sie enthält, ähnlich der Proteinkinase C, einen N-terminalen Bereich, die autoinhibitorisch wirksame Pseudosubstrat-Region. Durch die Bindung von cGMP an das sog. cNMP (cyclic nucleotide monophosphate)-Motiv wird die negativ-regulatorische Wirkung der Pseudosubstratregion aufgehoben.

Funktion

Im Muskel hemmt die cGMP-abhängige Proteinkinase nach Aktivierung durch cGMP die Kontraktion durch Phosphorylierung zweier Substratproteine:

• Myosinphosphatase (Myosin light Chain Phosphatase, MLCP): Sie dephosphoryliert die regulatorische leichte Kette des Myosins und wird durch die PKG-vermittelte Phosphorylierung aktiviert
• Inositoltrisphosphat (IP₃)-Rezeptor: Er bildet in der Membran des sarkoplasmatischen Retikulums der glatten Muskelzellen einen eigenständigen Ca^2+-Kanal, der bei PKG-vermittelter Phosphorylierung geschlossen wird

Die wichtigste Funktion der cGMP-abhängigen Proteinkinase in der glatten Muskulatur beruht auf ihrer relaxierenden Wirkung, welche auch das therapeutische Prinzip aller NO-freisetzenden Vasodilatatoren wie Nitroprussit oder dem zur Behandlung der akuten koronaren Herzkrankheit eingesetzten Nitroglycerin ist.

Durch eine Phosphorylierung des CFTR-Proteins kann die PKG auch die Chloridsekrektion und den konsekutiven Wassertransport stimulieren.

Literatur

• Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: Duale Reihe Biochemie. 4. Auflage. Thieme, Stuttgart 2016, ISBN 978-3-13-125354-5. 
• C. Heinrich, Matthias Müller, Lutz Graeve: Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie. 9. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-17971-6. 

Einzelnachweise

1. GeneCards: THE HUMAN GENE DATABASE
2. Spektrum: der Neurowissenschaft - Spektrum