PTPfamilien

PTP-Familien, oder Protein-Tyrosin-Phosphatasen, bilden eine vielfältige Gruppe von Enzymen, die Phosphotyrosinreste in Proteinen entfernen. Dadurch fungieren sie als Gegenstücke zu Tyrosinkinasen und regulieren zentrale Signalkaskaden in nahezu allen Zelltypen. PTPs wirken oft als negative oder positive Regulatoren von Signalen, je nach Kontext.

Die PTPs werden in verschiedene Klassen eingeteilt: klassische PTPs (cPTPs) mit einer einzelnen katalytischen Domäne; rezeptor-typische PTPs (RPTPs) mit einem extrazellulären Domain, einer Transmembranregion und einer intrazellulären PTP-Domäne; und die Dual-Spezifikationsphosphatasen (DUSPs), die sowohl Tyr- als auch Ser/Thr-Phosphatase-Aktivität besitzen. Beispiele sind PTPN1 (PTP1B) und PTPN11 (SHP2) als klassische PTPs; PTPRC (CD45) und PTPRJ (DEP-1) als RPTPs; sowie DUSP1 (MKP1) als Vertreter der DUSPs. Typisch besitzen cPTPs eine ca. 280 Aminosäuren lange katalytische Domäne; DUSPs tragen zusätzlich regulatorische Domänen; RPTPs verfügen über eine äußere Domäne, eine Transmembranregion und eine intrazelluläre PTP-Domäne.

Der katalytische Mechanismus beruht auf einem aktiven Cystein in der Motif HCX5R; ein zweistufiger Prozess mit Bildung eines Phosphocystein-Intermediats; die Reaktivierung erfolgt durch Wasser. Die Aktivität wird durch Oxidation, Subzellulärlokalisation und Protein-Interaktionen reguliert.

PTP-Funktionen sind zentral für Immunreaktionen, Insulin- und Wachstumsfaktorsignale sowie Zelladhäsion und Migration. Fehlregulation oder Mutationen treten in Krebs, Autoimmunerkrankungen und Stoffwechselstörungen auf. Aufgrund der hochkonservierten aktiven Zentren sind PTP-Inhibitoren schwer zu entwickeln, dennoch besteht Forschungsbedarf, da sie therapeutische Potenziale bieten.