PDZ-Domäne

Eine PDZ-Domäne ist ein Teil eines Proteins, welcher mit anderen Proteinen interagieren kann. Es handelt sich um eine modular aufgebaute Proteininteraktionsdomäne, die sequenzspezifisch an kurze C-terminale Peptide oder an interne Peptide bindet. Solche spezifischen Bindestellen nennt man PDZ-Bindemotiv. Eine Interaktion einer PDZ-Domäne mit anderen PDZ-Domänen ist ebenso möglich. Durch PDZ-Domänen gebildete Proteinkomplexe sind an der Signalübertragung von Zellen bis hin zum Aufbau und Erhalt von Zellpolarität beteiligt.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Sicherer Wägebereich zur Sicherstellung genauer Resultate

Leitfaden für die Waagenreinigung: 8 einfache Schritte

Dauerhaft genaue Prüfgewichte dank 12 kostenloser Tipps

Geschichte

PDZ-Domänen wurden 1991 zum ersten mal beobachtet und beschrieben. Die ersten Proteine, in denen PDZ-Domänen gefunden wurden, waren das synaptische Protein PSD95/SAP90 (PSD steht für Post synaptic density) , das Septate junction-Protein Discs large aus Drosophila melanogaster und das Tight junction-Protein Zonula occludentes-1. Aufgrund dieser drei Proteine hat die PDZ-Domäne ihren Namen erhalten.

Aufbau und Verbreitung

PDZ-Domänen bestehen aus etwa 90 Aminosäuren und besitzen eine globuläre Form. Sie kommen in nach ihnen benannten PDZ-Domänen-Proteinen vor, die in eukaryotischen Genomen weit verbreitet sind und die bis zu 13 PDZ-Domänen enthalten können. Mit 60 Proteinen im Genom von Caenorhabditis elegans und 69 Proteinen aus Drosophila melanogaster gehören PDZ-Domänen zu den am häufigsten vorkommenden Proteindomänen.

PDZ-Domänen sind vor allem in MAGUK-Proteinen zu finden, die als Gerüste verschiedene andere Proteine über die PDZ-Domänen in ihrer korrekten Position halten. Sie kommen aber auch in vielen anderen Proteinen vor. Die dreidimensionale Struktur verschiedener PDZ-Domänen wurde inzwischen kristallisiert und veröffentlicht.

Funktion

Proteine, die PDZ-Domänen enthalten, sind in der Regel so genannte „scaffold proteins“, also Gerüstproteine, welche die Grundlage für die Organisation von größeren Proteinkomplexen an spezifischen, subzellulären Kompartimenten bilden. Die PDZ-Domänen vermitteln hier die direkte Interaktion zwischen den Proteinen.

Die als erste identifizierte und bei weitem häufigste Funktion von PDZ-Domänen ist die Erkennung und Interaktion mit spezifischen C-terminalen Motiven von Partnerproteinen. Die letzte und die drittletzte Aminosäure scheinen hauptsächlich für die Spezifität der Interaktion entscheidend zu sein, so dass anhand dieser Sequenzen die PDZ-Domänen in drei Klassen eingeteilt wurden. Weiterhin wurden inzwischen auch einige Beispiele von durch PDZ-Domänen vermittelten Interaktionen mit nicht-C-terminalen Motiven entdeckt. So bilden manche Proteine interne Bindungsstellen für PDZ-Domänen, welche in einer β-Haarnadelschlaufen-Struktur die Konsensussequenz präsentieren und so einen C-Terminus imitieren. Eine solche Struktur existiert auch in bestimmten PDZ-Domänen, so dass hier PDZ mit PDZ-Domänen interagieren, eine so genannte „Head to Tail oligomerization“.

Literatur

• Nourry C, Grant SG, Borg JP (2003) PDZ domain proteins: plug and play! Sci.STKE.: RE7
• Sheng M, Sala C (2001) PDZ domains and the organization of supramolecular complexes. Annu.Rev.Neurosci. 24: 1-29