Typ-II-Keratin
Englisch: type II keratin
Definition
Typ-II-Keratine sind eine Untergruppe der Keratine, die in verschiedenen Epithelgeweben des menschlichen Körpers vorkommen. Zusammen mit Typ-I-Keratinen bilden sie stabile, wasserunlösliche und mechanisch belastbare Intermediärfilamente, die eine wichtige Rolle für die strukturelle Integrität von Zellen spielen.[1]
Chemische Struktur
Typ-II-Keratine sind filamentöse Proteine, die aus einer zentralen α-Helix-Domäne, einer Kopfdomäne und einer Schwanzdomäne bestehen. Die α-Helix-Domäne ist für die Stabilisierung der Keratinfilamente verantwortlich, während die Kopf- und Schwanzdomänen an der Regulierung der Filamentbildung beteiligt sind.[2]
Abgrenzung
Typ-II-Keratine sind basische oder neutrale Keratine mit einer höheren Anzahl basischer Aminosäuren, während es sich bei Typ-II-Keratinen um saure Keratine mit einer niedrigeren Anzahl basischer Aminosäuren handelt. Diese Ladungsunterschiede sind wichtig für die Wechselwirkungen zwischen Typ-I- und Typ-II-Keratinen bei der Bildung von Intermediärfilamenten.
Synthese
Die Synthese von Typ-II-Keratinen erfolgt im rauen Endoplasmatischen Retikulum (rER) und dem Golgi-Apparat. Nach der Synthese werden die neu gebildeten Typ-II-Keratinproteine in das Zytoskelett der Zelle integriert und bilden dort mit Typ-I-Keratinen stabile, unlösliche Keratinfilamente.[3]
Metabolismus
Der Abbau von Typ-II-Keratinen erfolgt durch Proteasen, die Keratinfilamente in kleinere Fragmente spalten, die anschließend durch Autophagie oder das Ubiquitin-Proteasom-System degradiert werden. Die Regulierung des Typ-II-Keratin-Metabolismus ist wichtig für die Zellhomöostase.
Wichtige Vertreter
Typ-II-Zytokeratine werden auf dem langen Arm (q) von Chromosom 12 kodiert. Zu ihnen zählen: CK1, CK2, CK3, CK4, CK5, CK6, CK7 und CK8. Ihr Molekulargewicht reicht von 52 kDa (CK8) bis 67 kDa (CK18). Die genetische Information für Typ-I-Keratine befindet sich auf Chromosom 17.
Funktion
Typ-II-Keratine spielen eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung und Organisation des Zytoskeletts von Epithelzellen. Sie sorgen für die mechanische Festigkeit und Elastizität der Zellen und sind an der Zelladhäsion, Zellmigration und Signalübertragung zwischen Zellen beteiligt. Zusammen mit Typ-I-Keratinen sind sie in die Bildung von Desmosomen und Hemidesmosomen involviert, die für die Zell-Zell- und Zell-Matrix-Verbindungen in Epithelgeweben wichtig sind.
Klinische Bedeutung
Typ-II-Keratine können als diagnostische Marker in der Pathologie verwendet werden, um die Herkunft von Tumorzellen in der Krebsdiagnostik zu bestimmen. Beispielsweise ist CK7 ein nützlicher Marker für verschiedene epitheliale Tumoren wie Adenokarzinome. Die Untersuchung des Typ-II-Keratin-Expressionsmusters kann zur Differenzierung von Tumoren beitragen und ermöglicht ggf. eine gezielte Tumortherapie. Darüber hinaus können Typ-II-Keratine als Biomarker für bestimmte Erkrankungen dienen, beispielsweise für Hauterkrankungen wie Psoriasis oder Epidermolysis bullosa.[4]
Literatur
- ↑ Moll, R., Divo, M., & Langbein, L. (2008). The human keratins: biology and pathology. Histochemistry and Cell Biology, 129(6), 705-733.
- ↑ Herrmann, H., & Aebi, U. (2004). Intermediate filaments: molecular structure, assembly mechanism, and integration into functionally distinct intracellular Scaffolds. Annual Review of Biochemistry, 73, 749-789.
- ↑ Coulombe, P. A., & Omary, M. B. (2002). 'Hard' and 'soft' principles defining the structure, function and regulation of keratin intermediate filaments. Current Opinion in Cell Biology, 14(1), 110-122.
- ↑ Lane, E. B., & McLean, W. H. I. (2004). Keratins and skin disorders. Journal of Pathology, 204(4), 355-366.