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ADP-Ribosylierung

1 Definition

Die ADP-Ribosylierung beschreibt die Übertragung einer oder mehrerer ADP-Ribsoylgruppen auf ein Protein durch ADP-Ribosyltransferasen. Diese reversible posttranslationalen Modifikation ist in viele zelluläre Vorgänge involviert und spielt eine Rolle bei der Wirkung einiger mikrobieller Toxine.

2 Funktion

Die physiologischen Funktionen des Mechanismus sind vielfältig. U.a. ist er an der Reparatur von DNA-Schäden (Strangbrüche) beteiligt. Dabei wirken sogenannte Poly-ADP-Ribose-Polymerasen (PARPs) als "Auflockerer" der Chromatinstruktur, sodass die gängigen DNA-Reparatur-Mechanismen eingreifen können. Wenn dies nicht gelingt, können PARPs auf noch unbekannte Weise die Apoptose initiieren.

Durch die Regulation der DNA-Kondensierung haben sie ebenfalls regulatorische Funktionen bei der Genexpression auf Ebene der Transkription. Eine weitere Funktion ist die Modulation von Signalkaskaden, z.B. bei Signaltransduktionen und Stressantworten v.a. im ER. Durch Markierung bestimmter Proteine wird außerdem deren Aktivität reguliert, bspw. die des Proteasoms.

3 Mechanismus

Der ADP-Ribsoylrest des Coenzyms NAD+ (Nicotinamidadenindinukleotid) wird mittels einer ADP-Ribosyltransferase auf Aminosäurereste übertragen, dabei wird Nicotinamid freigesetzt. Man unterscheidet Mono-Ribosylierungen, die nur an Glutamat, Aspartat und Lysin stattfinden, und Poly-ADP-Ribosylierungen, bei denen - je nach Funktion - bis zu 400 ADP-Ribosen auf spezifische Aminosäurereste übertragen werden.

4 Klinik

4.1 Erkrankungen

Die Mono-ADP-Ribosylierung ist mit verschiedenen Pathologien assoziiert, dazu gehören Entzündungen, Diabetes, Neurodegenerationen und Krebs.

4.2 Toxine

Eine Reihe von bakteriellen Toxinen markieren bestimmte Eukaryotenzellen mittels ADP-Ribosylierung und führen dadurch zu den jeweiligen Pathologien. Beispiele sind u.a.:

5 Quellen

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