LigandenRezeptorInteraktionen

LigandenRezeptorInteraktionen beschreiben die spezifische Bindung chemischer Substanzen an Rezeptoren und die daraus resultierenden zellulären Signale. Liganden können endogene Moleküle wie Hormone oder Neurotransmitter, aber auch exogene Substanzen wie Medikamente oder Umweltkeime sein. Die Interaktion bestimmt die Aktivität des Rezeptors, die Bindung erfolgt mit bestimmter Affinität und kann eine Aktivierung, Hemmung oder Modulation der Rezeptorfunktion auslösen.

Rezeptoren lassen sich nach Funktionsprinzip in verschiedene Klassen einordnen. Gängige Typen sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs), Rezeptortyrosinkinase-Rezeptoren (RTKs), Ionenkanalrezeptoren und nukleare Rezeptoren. Liganden können als Agonisten, die den Rezeptor aktivieren, Antagonisten, die eine Aktivierung verhindern, oder inverse Agonisten, die den Basiszustand des Rezeptors senken, wirken. Allosterische Modulatoren binden außerhalb des aktiven Zentrums und verändern Affinität oder Aktivität. Bindung erfolgt oft nach dem Schlüssel-Schloss- oder dem induzierten Öffnungsmodell; Kinetiken werden durch on-rate (k_on) und off-rate (k_off) beschrieben, woraus sich die Affinität als K_d ergibt (K_d = k_off/k_on).

Nach der Bindung lösen Rezeptoren Signalwege aus, die je nach Typ unterschiedlich sind. GPCRs aktivieren G-Proteine und sekundäre Botenstoffe wie cAMP oder Ca2+, RTKs lösen Kinaseketten aus, Ionenkanalrezeptoren verändern den Membranstrom, und nukleare Rezeptoren regulieren die Transkription. Rezeption kann zu Desensibilisierung, Rezeptorinternalisierung oder Recycling führen. Die Interaktionen sind zentral für Physiologie, Immunantworten und Neurotransmission und stellen zugleich den Ausgangspunkt vieler Therapien dar, da Medikamente gezielt an Rezeptoren wirken, um therapeutische Effekte zu erzeugen oder Nebenwirkungen zu minimieren. Typische Methoden zur Analyse umfassen Radioligandenbinding, Oberflächenplasmonresonanz, Fluoreszenzassays, sowie Strukturanalysen durch Kryo-EM oder Kristallografie.