zum Directory-modus

Rezeptorklassen - eine Einleitung

Signalkaskaden bei Rezeptoren mit 1-TM-Untereinheiten, enzymassoziiert

Rezeptoren dieser Strukturklasse enthalten nur ein Transmembransegment pro Untereinheit. Ein Großteil dieser Rezeptoren wandelt das von außen empfangene Signal direkt um, indem eine in der cytoplasmatischen Domäne lokalisierte Enzymaktivität angeschaltet wird. Dabei handelt es sich um Tyrosinkinasen bzw. um Serin/Threonin-Kinasen.

Normalerweise liegen diese Rezeptoren monomer und enzymatisch inaktiv vor. Durch Bindung des entsprechenden Liganden werden die Rezeptoren in eine aktive Dimerstruktur überführt. Ein Beispiel ist der Rezeptor für den Blutplättchen-Wachstumsfaktor PDGF (platelet-derived growth factor). Da der PDGF eine durch Disulfid-Brücken verknüpfte Dimerstruktur hat, führt die Bindung eines Liganden zur Dimerisierung der Rezeptor-Untereinheiten (beim Rezeptor für den epithelialen Wachstumsfaktor EGF braucht es hingegen zwei EGF-Moleküle, um einen dimeren Komplex zu bilden). Die Dimerisierung bewirkt, dass die intrazellulären Kinase-Domänen Tyrosin-Reste der jeweils anderen Untereinheit phosphorylieren (Autophosphorylierung des Rezeptors). Die dadurch entstandenen Phosphotyrosin-Reste bewirken, dass spezifische Bindungsstellen für eine Reihe von Proteinen entstehen, welche den aktivierten PDGF-Rezeptor mit bestimmten Signalwegen koppeln.

Die meisten dieser Proteine besitzen eine so genannte SH2-Domäne, die eine Schlüsselrolle bei der Erkennung von phosphorylierten Tyrosinen spielt. So kann beispielsweise Phospholipase C-γ einzelne Phosphotyrosin-Reste nahe des C-terminalen Endes des PDGF-Rezeptors erkennen. Dieser Andockvorgang bringt PLC-γ genau in die richtige Position, um vom PDGF-Rezeptor phosphoryliert zu werden. Die dadurch aktivierte PLC-γ spaltet Inositol-triphosphat (IP3) ab, was wiederum die IP3-Rezeptoren des endoplasmatischen Retikulums öffnet und dadurch zur Ausschüttung von Ca2+ führt. Ca2+ als intrazellulärer Botenstoff kann vielfältige Wirkungen entfalten, so z.B. eine Stimulierung von Proteinkinase C.

Abb.1
1-TM-Rezeptoren, Enzym-assoziiert
© Wiley-VCH

Diese Animation zeigt die Vorgänge einer zellulären Signalkaskade vom Membran-Rezeptor zum Calcium-Ionenkanal am ER1). Dargestellt sind (in der Reihenfolge ihres Auftritts): der Blutplättchen-Wachstumsfaktor PDGF2) (dimere Struktur; hell/dunkelblau), der PDGF-Rezeptor (gelb), ATP und Phosphat (rot), die Phospholipase C-γ (blau), der Second Messenger myo-Inositol-1,4,5-triphosphat (IP3, Sechsring), der Calcium-Kanal mit IP3-Rezeptoren (weißlich) und die Calcium-Ionen (rot).

1)ER: endoplasmatisches Retikulum
2)PDGF: platelet-derived growth factor
Seite 8 von 12