TSPO (Protein)
TSPO (Abk. von engl. Translocator Protein, oder auch Tryptophan-rich sensory protein), auch bekannt als peripheral benzodiazepine receptor (PBR), ist ein Transmembranprotein der äußeren Mitochondrienmembran mit einer Molekülmasse von 18 kDa.[1][2] TSPO bindet, wie der GABA-Rezeptor Benzodiazepine. Neben vielen anderen Funktionen ist es an der Regulation der Biosynthese der Steroidhormone sowie der Porphyrine beteiligt und spielt eine Rolle bei der Apoptose.[3][4] TSPO wurde 1977 entdeckt, als man nach Bindungsstellen für Diazepam in peripheren Geweben suchte.[5]
| TSPO (Protein) | ||
|---|---|---|
| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 169 Aminosäuren | |
| Sekundär- bis Quartärstruktur | multipass Membranprotein | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Namen | TSPO ; BZRP | |
| Externe IDs | ||
| Transporter-Klassifikation | ||
| TCDB | 9.C.6.1.1 | |
| Bezeichnung | Mitochondrialer Außenmembran-Aufnahmeweg | |
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | Hovergen | |
| Übergeordnetes Taxon | Euteleostomi | |
Die Nukleotidsequenz ist hoch konserviert und codiert ein Membranprotein mit wahrscheinlich fünf Transmembranhelices.[6] Homologe Proteine finden sich in Bakterien, Pflanzen und Tieren. Es war lange nicht möglich eine Knockout-Maus zu erzeugen. In Zellen ohne TSPO Gen akkumuliert Protoporphyrin IX in den Mitochondrien, daher nahm man an, dass das Protein lebensnotwendig ist.[7] 2015 gelang es Knockout-Mäuse zu generieren.[8] Ein Knockout-Moos, in dem eines dieser Gene ausgeschaltet wurde, ist lebensfähig, aber anfällig gegen Stress.[9]
Funktionen
BearbeitenEs gibt Hinweise für mindestens zwei Hauptfunktionen des TSPO: Cholesterol-Bindung, gefolgt von Cholesteroltransport, sowie Porphyrinbindung und Transport.
Steroidhormonbiosynthese
BearbeitenDas Polypeptid DBI (Diazepam-binding-inhibitor) interagiert mit dem TSPO und stimuliert die Pregnenolonbildung in den Mitochondrien. Die Biosynthese aller Steroidhormone sowie der Neurosteroide erfolgt über Pregnenolon. Andere TSPO-Liganden stimulieren ebenfalls Steroidhormonbiosynthese und Neurosteroidbiosynthese. Das TSPO vermittelt dabei den Cholesteroltransport von der äußeren zu inneren Membran der Mitochondrien. Dies führt zu einem erhöhten Cholesterolmetabolismus. In der Matrix der Mitochondrien befindet sich das Seitenkettenspaltende Enzym, ein Cytochrom P450, das aus Cholesterol unter Abspaltung von Isocapronal Pregnenolon bildet.
Porphyrin-Transport und Häm-Biosynthese
BearbeitenIn den Mitochondrien erfolgt ebenfalls die Hämbiosynthese. Hierbei vermittelt das TSPO den Import der Vorstufe Coproporphyrinogen III. Aus dieser wird in der Mitochondrienmatrix über die Zwischenstufen Protoporphyrinogen IX, Protoporphyrin IX durch Einfügen des zentralen Eisenions das Häm gebildet.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ UniProt P30536
- ↑ V. Papadopoulos et al.: Translocator protein (18 kDa): new nomenclature for the peripheral-type benzodiazepine receptor based on its structure and molecular function. In: Trends Pharmacol. Sci., Band 27, Nr. 8, 2006, S. 402–409. PMID 16822554.
- ↑ P. Casellas et al.: Peripheral benzodiazepine receptors and mitochondrial function. In: Neurochem. Int., Band 40, Nr. 6, 2002, S. 475–486. PMID 11850104
- ↑ S. Taketani et al.: Involvement of peripheral-type benzodiazepine receptors in the intracellular transport of heme and porphyrins. In: J. Biochem., Band 117, Nr. 4, 1995, S. 875–880. PMID 7592553
- ↑ C. Braestrup, R. F. Squires: Specific benzodiazepine receptors in rat brain characterized by high-affinity (3H)diazepam binding. In: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Band 74, Nr. 9, 1977, S. 3805–3809. PMID 20632
- ↑ J. M. Bernassau et al.: A 3D model of the peripheral benzodiazepine receptor and its implication in intra mitochondrial cholesterol transport. In: J. Mol. Graph., Band 11, Nr. 4, 1993, S. 236–244. PMID 8136326
- ↑ S. Zeno, L. Veenman, Y. Katz, J. Bode, M. Gavish, M. Zaaroor: The 18 kDa mitochondrial translocator protein (TSPO) prevents accumulation of protoporphyrin IX. Involvement of reactive oxygen species (ROS). In: Curr Mol Med., Band 12, 2012, S. 494–501. PMID 22376065
- ↑ A. H. Zhao, L. N. Tu, C. Mukai, M. P. Sirivelu, V. V. Pillai, K. Morohaku, R. Cohen, V. Selvaraj: Mitochondrial translocator protein (TSPO) function is not essential for heme biosynthesis. In: J Biol Chem., Band 291, Nr. 4, 22. Jan 2016, S. 1591–1603. PMID 26627829
- ↑ W. Frank, K. M. Baar, E. Qudeimat, M. Woriedh, A. Alawady, D. Ratnadewi, L. Gremillon, B. Grimm, R. Reski: A mitochondrial protein homologous to the mammalian peripheral-type benzodiazepine receptor is essential for stress adaptation in plants. In: Plant Journal., Band 51, 2007, S. 1004–1018. PMID 17651369