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Tutorial MenueIntrazelluläre Botenstoffe/SignaltransduktionLerneinheit 1 von 4

Signaltransduktion

Rezeptoren mit intrinsischer Tyrosinkinase-Aktivität

Diese Strukturklasse enthält unter anderem folgende Mitglieder:

  • EGF-Rezeptoren
  • INS-Rezeptoren
  • PDGF-Rezeptoren
  • FGF-Rezeptoren

Diesen Rezeptoren ist gemeinsam, dass ihre cytoplasmatische Domäne Tyrosinkinase-Aktivität entfalten kann. Dabei wird das γ-Phosphat von ATP auf einen Tyrosin-Rest eines Proteinsubstrats übertragen. Rezeptor-Tyrosinkinasen (RTKs) sind essenzielle Bestandteile von Signaltransduktionswegen, die sich auf Proliferation, Differenzierung, Migration und Metabolismus von Zellen auswirken. Sie sind wichtig für die embryonale Entwicklung und die Regeneration und Instandhaltung von Geweben. Störungen ihrer Funktion sind mit beteiligt an Krankheiten wie diabetischer Retinopathie, Arteriosklerose und der Entstehung von Tumoren.

Die Aktivierung durch entsprechende Liganden führt zur Rezeptor-Dimerisierung und Autophosphorylierung spezifischer Tyrosine in der cytoplasmatischen Domäne. Die Phosphotyrosine erhöhen entweder die katalytische Aktivität des Rezeptors oder fungieren als docking-Stellen für nachgelagerte Effektorproteine.

Abb.1

Die Mehrheit der RTKs werden von einer Polypeptidkette gebildet und liegen in der Abwesenheit von Liganden als Monomere vor. Ausnahmen sind z.B. die Mitglieder der Insulin-Rezeptor-Subfamilie, die eine Disulfid-verbrückte Dimerstruktur aus zwei Polypeptidketten aufweisen und somit ein α2β2-Heterotetramer ausbilden.

Die extrazelluläre Domäne zeigt große Vielfalt innerhalb dieser Proteinfamilie, wobei bestimmte Motive charakteristisch sind:

  • Cystein-reiche Domänen (bei EGF- und INS-Rezeptortypen)
  • Antikörper-ähnliche Domänen (bei PDGF- und FGF-Rezeptortypen)

Bei den letzteren beiden Rezeptortypen ist die cytoplasmatische TK-Domäne zweigeteilt.

Die Struktur eines vollständigen Rezeptors ist bisher noch nicht aufgelöst worden, allerdings gibt es eine Reihe von Fragment-Analysen aus den extra- oder intrazellulären Domänen, teilweise auch mit gebundenem Liganden bzw. gebundenem Effektorprotein. Beispiele sind die Bindungsdomänen oder Kinase-Domänen aus der Familie der PDGF-Rezeptoren.

Abb.2

Abkürzungen: EGF: epidermal growth factor (Epidermis-Wachstumsfaktor); PDGF: platelet-derived growth factor (Blutplättchen-Wachstumsfaktor); FGF: fibroblast growth factor (Fibroblasten-Wachstumsfaktor).

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