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Tutorial MenueVitamin ALerneinheit 2 von 7

Vitamin A: Funktion im Organismus

7-TM-Rezeptoren

Diese Graphiken veranschaulichen einige gemeinsame Kennzeichen der Rhodopsin-Strukturfamilie mit sieben transmembranären (7-TM) Untereinheiten:

  • Die jeweils höchstkonservierte Aminosäure in jedem TM-Segment ist gekennzeichnet.
  • Zwei konservierte Cysteine bilden eine Disulfid-Brücke zwischen dem erstem und zweiten extrazellulären Loop, die wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der 7-TM-Anordnung spielt.
  • Das "DRY-Motiv" am Ende von TM3, das wichtig für die Funktion (Aktivierung) und Expression des Rezeptors zu sein scheint.
  • Ein konserviertes Cystein im C-Terminus, an welches ein Palmitoyl-Rest als Membrananker angehängt ist.

Niedermolekulare Liganden binden in einer Tasche im Membraninnern, die vorwiegend von TM3-TM6 gebildet wird.

Kleinere Peptide interagieren mit Strukturen im N-Terminus und den ersten beiden extrazellulären Loops. Allerdings gibt es auch Hinweise, dass die C-terminalen Enden der Peptide in eine Bindungstasche im Membraninneren hineinreichen.

Proteinhormone besitzen eine verlängerte N-terminale Domäne (350-400 Aminosäuren) als Bindungsstelle. Nach erfolgter Bindung gibt es sekundäre Kontakte der N-terminalen Domäne (inkl. Ligand) mit den extrazellulären Loops, die vermutlich zur Aktivierung des Rezeptors führen.

Mitglieder dieser Strukturklasse sind verwandt mit Rhodopsin, dem lichtempfindlichen Molekül in den Stäbchenzellen. Das photoerregte Rhodopsin löst eine G-Protein-Kaskade aus, die letztendlich zum Schliessen von cGMP-aktivierten Kationenkanälen führt und damit einen Nervenimpuls auslöst. Bakteriorhodopsin ist ähnlich aufgebaut und fungiert ebenfalls als lichtgetriebene Protonenpumpe. Ein weiteres Merkmal einiger Mitglieder dieser Rezeptorklasse ist ihre Eigenschaft, durch Agonisten bzw. Peptidasen in verschiedene Segmente gespalten zu werden. Thrombin beispielsweise bindet in der extrazellulären Domäne des Thrombin-Rezeptors und spaltet ein N-terminales Segment ab. Die verkürzte Domäne interagiert daraufhin mit extrazellulären Loops und aktiviert dadurch den Rezeptor.

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