Tyrosinphosphatasen

Tyrosinphosphatasen sind Enzyme, die Tyrosinreste in Proteinen von Phosphatgruppen befreien. Sie gehören zur Gruppe der Protein-Tyrosin-Phosphatasen (PTPs) und regulieren zahlreihe Signalwege, indem sie Tyrosinphosphorylierungen entfernen, die durch Tyrosinkinasen eingeführt wurden. PTPs lassen sich grob in rezeptorische Tyrosinphosphatasen (RPTPs) in der Zellmembran, nichtrezeptorische (zytosolische) PTPs und dual-spezifische Tyrosin-/Serin-/Threonin-Phosphatasen unterscheiden, die auch Serin- oder Threoninreste dephosphorylieren können.

Der katalytische Mechanismus erfolgt über einen konservierten aktiven Cystein im Motif HCX5R. Dieses Cystein-Residuum bildet ein kurzlebiges Phosphoenzym-Intermediat, das durch Wasser hydrolysiert wird. Die Aktivität der Tyrosinphosphatasen wird durch subzelluläre Lokalisation, Protein-Interaktionen und regulierende Modifikationen kontrolliert; oxidative Veränderungen können den katalytischen Cystein reversibel blockieren.

Funktionell bedeuten Tyrosinphosphatasen das Gegenstück zu Tyrosinkinasen: Sie modulieren Wachstums-, Differenzierungs- und ImmunSIGNale und beeinflussen Zellproliferation sowie Metabolismus. Dysregulationen sind mit Krebs, Autoimmunerkrankungen und Stoffwechselstörungen assoziiert. Beispiele sind SHP2 (PTPN11), das in bestimmten Kontexten als Onkogen wirken kann, und PTP1B (PTPN1), ein wichtiger Regulator des Insulinwegs.

In der Forschung dienen Tyrosinphosphatasen sowohl als Werkzeuge zum Verständnis tyrosinbasierter Signale als auch als potenzielle Ziele für Therapeutika. Die Entdeckung und Charakterisierung dieser Enzyme reichen in die späten 1980er bis frühen 1990er Jahre.