PDZ-Domäne
Definition
Die PDZ-Domäne ist eine Proteindomäne, die 80 bis 110 Aminosäuren umfasst und in vielen unterschiedlichen Proteinen vorkommt. PDZ-Proteine interagieren über die PDZ-Domäne mit anderen Proteinen. Sie bilden dabei häufig das Gerüst für größere Proteinkomplexe und verankern ihre Bindungspartner an bestimmten subzellulären Kompartimenten.
Nomenklatur
Der Name "PDZ-Domäne" leitet sich von den ersten drei Proteinen ab, in denen sie entdeckt wurde:
- das postsynaptische Dichteprotein-95 (PSD95)
- der Tumorsuppressor Disks large 1 (dlg1) in Drosophila melanogaster
- das Tight-Junction-Protein ZO-1
Struktur
PDZ-Domänen bestehen aus sechs β-Faltblättern and zwei α-Helices, die eine globuläre Form bilden.
Klassifikation
PDZ-Domänen werden konventionell in drei Klassen aufgeteilt, basierend auf der C-terminalen Sequenz ihrer Liganden:
- Klasse I: X-S/T-X-Φ-COOH
- Klasse II: X-Φ-X-Φ-COOH
- Klasse III: X-X-C-COOH
"C", "S" und "T" stehen für die Aminosäuren Cystein, Serin und Threonin, "X" für jede mögliche Aminosäure und "Φ" für eine hydrophobe Aminosäure. "COOH" bezeichnet den C-Terminus. Nur wenige PDZ-Domänen können keiner dieser drei Klassen zugeordnet werden.
Funktion
Die PDZ-Domänen treten häufig in Clustern auf, meist kommen 1 bis 7 Kopien innerhalb eines PDZ-Proteins vor. Sie binden die Liganden in der Regel über deren C-terminale Sequenzmotive, indem sie den Aminosäurestrang über Wasserstoffbrückenbindung in ihre β-Faltblattstruktur integrieren.
PDZ-Proteine sind entscheidend für die Verankerung von Ionenkanälen und Rezeptoren an den synaptischen Membranen, sowie die Fixierung von Proteinen in den Tight Junctions der Epithelzellen. Desweiteren regulieren sie Signalwege, indem sie die Aktivität bestimmter Phosphatasen steuern, und spielen eine Rolle bei der Mechanorezeption und Endozytose.