DNA-PKcs

Synonym: DNA-dependent protein kinase, catalytic subunit
Deutsch: DNA-abhängige Proteinkinase, katalytische Untereinheit

1 Definition

DNA-PKcs ist ein Enzym und bildet zusammen mit dem Ku70/Ku80-Komplex das Holoenzym DNA-abhängige Proteinkinase (DNA-PK). DNA-PKcs ist in folgende Mechanismen involviert:

• Nicht-homologe Endverknüpfung
• V(D)J-Rekombination
• Klassenwechsel (Englisch: "class switch recombination")
• Telomerstabilität

2 Genetik

Das Protein DNA-PKcs wird durch das Gen PRKDC codiert und befindet sich auf Chromosom 8 an Genlokus q11.21.^[1]

3 Struktur

DNA-PKcs ist eine Serin/Threonin-Proteinkinase und gehört zur PI3K/PI4K-Familie, der auch die Sensorkinasen ATM und ATR angehören.^[2] Die Kinasendomäne befindet sich am C-Terminus. DNA-PKcs besitzt zahlreiche Aminosäuren, die durch andere Faktoren, aber auch durch Autophosphorylation modifiziert werden können. Diese Phosphorylierungen haben nicht nur aktivierende Auswirkungen, sondern können auch zur Dissoziation des DNA-PK-Komplexes führen.^[3]

Proteinstruktur der DNA-PKcs

4 Funktion

DNA-PKcs wurde in zahlreichen Mechanismen identifiziert, die freie DNA-Enden erfordern. Die stärkste Aktivierung und Rekrutierung erfolgt jedoch nach einem Doppelstrangbruch. DNA-PKcs bildet zusammen mit dem Heterodimer Ku70/Ku80 die DNA-abhängige Proteinkinase (DNA-PK). DNA-PKcs stellt bei diesem Komplex die katalytische Untereinheit (Englisch: "catalytic subunit"), während Ku70/80 mit hoher Affinität an freie DNA-Enden bindet. Dies geschieht sequenzunabhängig.^[4]

Die katalytische Aktivität wird durch Bindung mit der DNA ausgelöst. Das Holoenzym DNA-PK ist direkt in die Reparatur von Doppelstrangbrüchen durch nicht-homologe Endverknüpfung involviert, indem es Endo- und Exonukleasen aktiviert. DNA-PKcs moduliert außerdem die Antwort auf DNA-Schäden, indem es die Histonvariante γ-H2AX aktiviert.^[5]

5 Quellen

1. ↑ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=Retrieve&dopt=full_report&list_uids=79840
2. ↑ Hartlerode, Andrea J. et al. "Recruitment and Activation of the ATM Kinase in the Absence of DNA Damage Sensors.”"Nature structural & molecular biology 22.9 (2015): 736–743. PMC. Web. 9 Feb. 2018.
3. ↑ Wechsler, Thomas et al. “DNA–PKcs Function Regulated Specifically by Protein Phosphatase 5.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101.5 (2004): 1247–1252. PMC. Web. 9 Feb. 2018.
4. ↑ Callén, Elsa et al. “Essential Role for DNA-PKcs in DNA Double Strand Break Repair and Apoptosis in ATM Deficient Lymphocytes.” Molecular cell 34.3 (2009): 285–297. PMC. Web. 9 Feb. 2018.
5. ↑ Hartlerode, Andrea J. et al. “Recruitment and Activation of the ATM Kinase in the Absence of DNA Damage Sensors.” Nature structural & molecular biology 22.9 (2015): 736–743. PMC. Web. 9 Feb. 2018.