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CDK-Inhibitorprotein

1 Definition

CDK-Inhibitorproteine sind körpereigene Proteine, die in der Lage sind, Cyclin-abhängige Kinasen (CDKs) zu hemmen und somit ein Fortschreiten des Zellzyklus zu verhindern.

2 Einteilung

CDK-Inhibitorproteine werden sie in 2 Familien eingeteilt, die nach ihrem typischen Verteter benannt sind.

2.1 P16-Familie

Die P-16 Familie, mit ihrem wichtigsten Vertreter, dem Protein P16, hemmt spezifisch nur die CDK4 und CDK6, indem sie das Cyclin D kompetitiv verdrängt. Somit kann das RB-Protein nicht mehr phosphoryliert - und damit inaktiviert - werden und der Transkriptionsfaktor E2F wird nicht mehr frei. Die Proteine der P16-Familie spielen eine wichtige Rolle beim Übergang von der G1-Phase zur S-Phase. Sie hemmen die Zellteilung.

Das Protein P16 liegt in vielen Tumoren inaktiviert vor, somit werden die CDKs nicht mehr kompetitiv gehemmt und können (ohne Signal von aussen) das RB-Protein inaktivieren. Nachdem der Transkriptionsfaktor E2F frei wurde, steht der Zelle beim Übergang in die nächste Phase nichts mehr im Weg.

2.2 P21-Familie

Die Mitglieder der P21-Familie hemmen zusätzlich zu CDK4 und CDK6 auch nocht die CDK2 und sind somit auch in der Lage, den Übergang von G2-Phase zur M-Phase zu verhindern. Ihre prominentesten Vertreter sind das Protein 21 und das Protein 27.

2.2.1 Protein 21

In der G1-Phase liegt Protein 21 als ein Komplex vor, dieser besteht aus Cyclin D, CDK4, CDK6 und einer Untereinheit der DNA-Polymerase delta. In der G2-Phase wird Protein 21 durch das P53 aktiviert (G2-Arrest). Mutationen des P21-Gens sind nicht bekannt.

2.2.2 Protein 27

Protein 27 ist der Regulator für die G0-Phase und hemmt das Cyclin D und Cyclin E und schickt die Zelle in die G0-Phase. Zur Aktivierung des Protein 27 kann es in folgenden Fällen kommen:

  • TGF-Beta (Viraler Befall): Wird von Zellen ausgeschüttet, die von Viren befallen sind. TGF-Beta wirkt parakrin auf die Nachbarzellen und schickt sie in die G0-Phase, um die Verbreitung des Virus im Gesamtorganismus zu verhindern.
  • cAMP (Hungersignal): cAMP ist ein Hunger/Fluchtsignal des Körpers. Erst bei ausreichender Energie sinkt der cAMP-Spiegel, somit auch die Protein-27-Konzentration und die Zelle kann die G0-Phase verlassen.
  • Kontaktinhibition (Platzmangel): Wenn die Zelle keinen Platz zur Proliferation hat, wird die Produktion des Protein 27 induziert und schickt die Zelle in die G0-Phase (u.a vermittelt durch Zell-Zell-Kontakte und Zell-Matrix-Kontakte). In Tumorzellen ist dieser Mechanismus meistens ausgeschaltet.

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