Pseudoenzyme sind Varianten von Enzymen ohne Enzymaktivität.
Eigenschaften Pseudoenzyme enthalten Mutationen, die zu einem Verlust der katalytischen Aktivität führt. Sie kommen in allen Reichen des Lebens vor.J. M. Murphy, H. Farhan, P. A. Eyers: Bio-Zombie: the rise of pseudoenzymes in biology. In: Biochemical Society transactions. Band 45, Nummer 2, April 2017, S. 537–544, , PMID 28408493. Bioinformatischen Genomanalysen lassen vermuten, dass Pseudoenzyme in allen Enzymfamilien vorkommen. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Regulation diverser metabolischer Prozesse sowie in der Regulation von Signaltransduktionskaskaden. Die am besten untersuchten und daher bestverstandenen Pseudoenzyme in Bezug auf Struktur und biologische Funktion sind die Pseudokinasen, Pseudoesterasen und Pseudophosphatasen. Etwa 10 % der Proteinkinasen des Menschen und der Mäuse sind Pseudoenzyme.A. V. Jacobsen, J. M. Murphy: The secret life of kinases: insights into non-catalytic signalling functions from pseudokinases. In: Biochemical Society transactions. Band 45, Nummer 3, Juni 2017, S. 665–681, , PMID 28620028. Beim Menschen sind etwa 60 Pseudoproteinkinasen bekannt.D. P. Byrne, D. M. Foulkes, P. A. Eyers: Pseudokinases: update on their functions and evaluation as new drug targets. In: Future medicinal chemistry. Band 9, Nummer 2, Januar 2017, S. 245–265, , PMID 28097887.
Unterschiede in der Sequenz von Enzymen und deren inaktiven Homologen wurden bereits früh festgestellt und untersucht. Manche der früheren Arbeiten bezeichneten Pseudoenzyme auch als „Prozyme“. Pseudoenzyme wurden in verschiedenen Enzymfamilien gefunden wie etwa Proteasen,Adrain C, Freeman M (2012) New lives for old: evolution of pseudoenzyme function illustrated by iRhoms. Nat Rev Mol Cell Biol. 13:489–98. Proteinkinasen,Eyers PA, Keeshan K and Kannan N (2016) Tribbles in the 21st Century: The Evolving Roles of Tribbles Pseudokinases in Biology and Disease, Trends Cell Biol. Phosphatasen und Ubiquitin-modifizierenden Enzymen. Eine Rolle der Pseudoenzyme als sog. „pseudo scaffolds“ wurde ebenfalls diskutiert.
Das Zytomegalievirus verwendet ein Pseudoenzym zur Inaktivierung von RIG-I und somit als Virulenzfaktor.D. Kolakofsky, D. Garcin: γHV68 vGAT: a viral pseudoenzyme pimping for PAMPs. In: Molecular cell. Band 58, Nummer 1, April 2015, S. 3–4, , PMID 25839430.
Typen
Typ Funktion Beispiele Pseudokinasen Allosterische Regulation der entsprechenden Proteinkinase STRADα reguliert LKB1, Raf reguliert JAK1-3 und TYK2 an ihren C-terminalen Tyrosinkinase-Proteindomänen über seine KSR1/2-Domäne Pseudokinasen Allosterische Regulation anderer Enzyme VRK3 reguliert VHR Pseudokinasen Protein-Protein-Interaktion MLKL pseudokinase reguliert die Exposition der Vier-Helix-bundle-Proteindomäne und die Bindung von HSP90:Cdc37 Pseudokinasen Gerüstprotein von Signalkomplexen Tribbles reguliert die Bindung von (C/EBPα) an die E3 Ubiquitin ligase COP1 Pseudo-Histidinkinasen Protein-Protein-Interaktion Caulobacter sp. DivL bindet phosphoryliertes DivK, wodurch DivL die Kinase CckA im Zellzyklus hemmt Pseudophosphatasen kompetitive Hemmung EGG-4/EGG-5 reguliert MBK-2, STYX konkurriert mit DUSP4 um Bindung an ERK1/2 Pseudophosphatasen Allosterische Hemmung von Phosphatasen MTMR13 bindet und aktiviert MTMR2 Pseudophosphatasen Regulation des Proteintransports STYX bindet ERK1/2 im Zellkern Pseudophosphatasen Regulation von Signalkomplexen STYX bindet FBXW7 zur Hemmung seiner Bindung an den SCF-Ubiquitinligase-Komplex Pseudoproteasen Allosterische Regulation von Proteasen cFLIP hemmt Caspase-8 Pseudoproteasen Proteintransport iRhom-Proteine Pseudodeubiquitinasen (pseudoDUB) Allosterische Regulation der DUB KIAA0157 bildet einen Komplex mit DUB und BRCC36 Pseudoligasen (pseudo-Ubiquitin E2) Allosterische Regulation der E2-Ligasen Mms2 bindet Ubc13 und reguliert Bindungen an K63
Anwendungen Pseudoenzyme werden als therapeutische Zielstrukturen untersucht.
Konferenzen und internationale Zusammenarbeit Das Feld der Pseudoenzyme ist noch jung. Die erste Konferenz zum Thema Pseudoenzyme fand im Jahre 2016 in Liverpool statt, auf Biochemistry.org, 16. Januar 2017. und wurde durch die Biochemical Society gesponsert. Die Konferenz war ein Erfolg, weshalb eine zweite Konferenz im Mai 2018 stattfinden und durch EMBO (European Molecular Biology Organisation) gesponsert wird. https://events.embo.org/coming-soon/index.php?EventID=w18-49 . Abgerufen am 27. Juni 2017.
Einzelnachweise
Kategorie:Enzym