Rezeptoren

Rezeptoren sind Moleküle oder Proteinstrukturen, die Signale aus der Umwelt oder dem Körperinneren erkennen, indem sie spezifische Liganden binden und daraufhin die Signalübertragung in der Zelle auslösen. Sie befinden sich an der Zelloberfläche, im Zellinneren oder im Zellkern und vermitteln eine Vielzahl biologischer Reaktionen, von der Veränderung der Zellaktivität bis zur Regulation der Genexpression.

Eine Einteilung erfolgt nach Ort und Mechanismus. Nach dem Ort der Wirkung werden zelluläre Oberflächenrezeptoren und intrazelluläre Rezeptoren unterschieden. Mechanisch unterscheiden sich Rezeptoren durch ihren Signalübertragungsweg in Ionenkanalrezeptoren, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs), Enzymrezeptoren (beispielsweise Tyrosinkinase-Rezeptoren) sowie intrazelluläre Rezeptoren, die Liganden wie Steroidhormone binden und direkt die Transkriptionsaktivität beeinflussen.

Bei der Ligandenbindung erfolgt eine Konformationsänderung des Rezeptors, wodurch Signalkaskaden in Gang gesetzt werden. GPCRs vermitteln Signale über G-Proteine zu Second Messengern wie cAMP oder IP3/DAG; Enzymrezeptoren starten häufig Kinaseketten; Ionenkanalrezeptoren öffnen oder schließen Ionenkanäle; intrazelluläre Rezeptoren modulieren die Genexpression, oft durch Bindung an DNA.

Beispiele geben Einblick in die Vielfalt: Photorezeptoren der Retina, Stäbchen und Zapfen, verwenden Opsine als GPCRs und wandeln Licht in chemische Signale um. Geruchs- und Geschmackssinn beruhen häufig auf GPCRs oder Ionenkanälen. Hormonrezeptoren umfassen nukleare Rezeptoren (z. B. Östrogenrezeptor) und Tyrosinkinase-Rezeptoren (z. B. Insulinrezeptor). Immunrezeptoren wie der T-Zell-Rezeptor und der B-Zell-Rezeptor vermitteln Antigen-Erkennung; Pattern-Recognition-Rezeptoren erkennen mikrobielles Muster.

Rezeptoren sind zentrale Zielstrukturen therapeutischer Substanzen, und ihre Funktionsstörungen sind mit vielen Erkrankungen verbunden.