Panagiotis Papatheodorou
PTS-System :
Bei Eukaryonten :Regulation einer Vielzahl von zellphysiologischen Prozessen erfolgt mit Hilfe von ATP-abhängigen Proteinkinasen
Bei Prokaryonten :Zellphysiologische Prozesse werden bei Bakterien mit Hilfe von drei verschiedenen Proteinphosphorylierungssystemen reguliert
klassisches Proteinkinase-System Abb.(1) Sensor-Kinase/Response-Regulator System Abb.(2)
PTS Abb.(3)
(Phosphoenolpyruvat : Sugar Phosphotransferase System)
- Das PTS-System ist zuständig für die Gruppentranslokation von Kohlenhydraten.
Gruppentranslokation : Moleküle werden während des Transports chemisch modifiziert
- Die Komplexität des PTS-Systems deutet aber auch darauf hin, daß es auch regulatorische Funktionen übernimmt.Beispielsweise hemmen die durch PTS aufgenommene Zucker, die Verwertung anderer Zucker (Katabolit-Repression)
- Das PTS-System besteht normalerweise aus den 4 Proteinen :
HPr Enzym I Enzym II Enzym III
- Die Kohlenhydrate werden durch Phosphorylierung chemisch modifiziert
- Phosphatgruppendonor ist Phosphoenolpyruvat
Enzym I :- nimmt Phosphatgruppe von PEP auf, gibt sie an HPr weiter
- besteht aus aminoterminale Domäne (EIN) und carboxy- terminale Domäne (EIC)
EIN : Bindungsstelle für HPr EIC : Bindungsstelle für PEP
Enzym I macht einen langsamen Monomer-Dimer-Übergang! Nur das Dimer kann die Phosphatgruppe von PEP durch Auto- phosphorylierung übernehmen. (4)
HPr :- gibt die von Enzym I aufgenommene Phosphatgruppe an EnzymIII weiter
- auch : Regulation von katabolischen Enzymen und Kohlen- hydratpermeasen durch direkte Phosphorylierung der Zielsysteme.
Enzym III :- peripheres Membranprotein
- gibt die erhaltene Phosphatgruppe an Enzym II weiter
- nicht immer an Zuckertransporten beteiligt
- phosphoryliertes Enzym III kann auch als allosterischer Effektor auf Regulationen von Zielsystemen wirken z.B.:Adenylat-Cyclase, katabolische Enzyme, Kohlenhydrat-
permeasen
Enzym II :- integrales Membranprotein
- bildet den Kanal für den Zucker
- katalysiert die Phosphorylierung des Zuckers
- Enzym II und III sind für jeden Zucker spezifisch, während Enzym I und HPr bei allen Zuckern beteiligt sind
- Die meisten PTS-Proteine werden an der Histidylstelle phosphoryliert
Zusammenfassung : Die von PEP abgezweigte Phosphatgruppe, wird über eine Kette von phosphorylierbaren Proteinen, zur Phosphorylierung des Zuckers verwendet, welches somit ins Zellinnere transportiert werden kann.
Die phosphorylierten Proteine des PTS-Systems können auch regulatorische Funktionen besitzen.
Literaturangaben :
- Journal of Cellular Biochemistry 51 :1-6 (1993)
Introduction :Protein Phosphorylation and Signal Transduction in Bacteria
Milton H. Saier
- TIBS 15 – October 1990
Regulation of bacterial physiological processes by three types of protein phosphorylating systems
Milton H. Saier, Long-Fei Wu, Jonathan Reizer
- Biochemical and Biophysical Research Communications 250, 381-384 (1998) Autophosphorylation of Enzyme I of the Escherichia coli Phosphoenolpyruvate:Sugar Transferase System requires DimerizationYeong-Jae Seok, Peng-Peng Zhu, Byoung-Mo Koo, Alan Peterkofsky
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
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