Das CDKL5-Protein

CDKL5 steht für cyclin-dependent kinase-like 5. Das CDKL5-Protein ist eine so genannte Kinase, ein Enzym, das einen Phosphatrest (P) von einem Nucleosidtriphosphat (ATP) auf andere Substrate/Proteine überträgt. Dadurch beeinflusst CDKL5 die Aktivität, Lokalisierung und Stabilität dieser anderen Proteine. Eine einzelne Kinase hat allgemein mehrere Substrate und beeinflusst daher eine Vielzahl von Zellfunktionen.

Die Struktur des CDKL5-Proteins

Ein Protein besteht aus einer Kette von Aminosäuren. Das CDKL5-Protein besteht aus 1030 zusammengesetzten Aminosäuren und wird strukturell in zwei Regionen unterteilt: die Kinase- oder katalytische Domäne und die C-terminale Domäne.

In einer Zelle ist das Protein keine einfache lange Aminosäuren-Kette, wie oben dargestellt, sondern in 3-D strukturiert. Die Funktion des Proteins hängt von dieser 3-D-Struktur ab, die wiederum von der richtigen Aminosäuren-Anordnung abhängt.

Die Kinase-Domäne oder katalytische Domäne des CDKL5-Proteins (im CDKL5-Gen Base 13-297; Exon 2-11) ist der aktive Teil des Proteins. Es ist der Teil, der den Phosphatrest (P) von einem Nucleosidtriphosphat (ATP) auf ein anderes Protein überträgt. Man kann sich diese Domäne wie die Hände, die die Arbeit tun, vorstellen. Das C-terminal Domän hingegen, kann man sich wie die Beine des Proteins vorstellen. Dieser Teil des Proteins ist wichtig für die Lokalisierung des CDKL5-Proteins. Das CDKL5-Protein lokalisiert sich nämlich sowohl im Zellkern, als auch im Zytoplasma der Zellen und hat in diesen beiden Orten verschiedene Funktionen.

Was weiß man bis heute über die Funktion des CDKL5-Proteins?

Wie oben beschrieben, ist CDKL5 ein Enzym, das die Funktion anderer Proteine beeinflusst. Eine einzelne Kinase hat allgemein mehrere Substrate und beeinflusst daher eine Vielzahl von Zellfunktionen. Bis heute sind diese Substrate von CDKL5 jedoch noch weitgehend unbekannt. Es ist äußerst wichtig und notwendig, diese Substrate von CDKL5 zu erforschen, um die Signaltransduktionswege, an denen CDKL5 beteiligt ist, zu verstehen und daher die Funktion von CDKL5 zu definieren.

Mehrere Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass CDKL5 für das Heranreifen des zentralen Nervensystems äußerst wichtig ist. Studien in Mausmodellen mit dem CDKL5-Gendefekt (Cdkl5 knockout Mäuse) haben gezeigt, dass CDKL5 eine wichtige Rolle in der normalen Entwicklung des Gehirns spielt. Der Mangel an CDKL5 führt zu einer beeinträchtigten Neurogenese, also Entwicklung der Neuronen. Sowohl das Überleben der Neuronen, als auch das Heranreifen der Neuronen sind negativ beeinflusst. Darüber hinaus zeigen Cdkl5-knockout Mäuse Defekte in der Kommunikation zwischen den Neuronen. Diese neuroanatomischen Veränderungen werden von verschiedensten Verhaltensstörungen, wie Lern- und Gedächtnisdefekten und Defekten in der motorischen Koordination, begleitet.

Text verwendet und übersetzt  mit freundlicher Genehmigung von Dr. Martyn Newey, supporting-cdkl5.co.uk, bearbeitet von Claudia Fuchs Phd Neurobiologin an der Universität Bologna, alle Angaben ohne Gewähr.