Rezeptorsignalen

Rezeptorsignale beschreibt die Prozesse, durch die extrazelluläre Signale an Rezeptoren erkannt und in zelluläre Antworten umgesetzt werden. Dabei spielen die Art des Rezeptors, der bindende Ligand und die nachgeschalteten Signalkaskaden eine zentrale Rolle. Relevante Signale stammen aus Umwelt, Hormonen, Neurotransmittern oder Wachstumsfaktoren und regulieren Funktionen wie Stoffwechsel, Zellteilung, Differenzierung und Synapsenbildung.

Es gibt verschiedene Typen von Rezeptoren. Membranständige Rezeptoren umfassen g-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs), Rezeptortyrosinkinasen (RTKs), ligandengesteuerte Ionenkanäle und Enzymrezeptoren, die außerhalb der Zelle Signale aufnehmen. Intrazelluläre Rezeptoren, darunter nukleare Rezeptoren, erkennen lipophile Liganden im Zytoplasma oder Zellkern und beeinflussen direkt die Transkriptionsaktivität. Die Signalübertragung beginnt oft mit Ligandenbindung, gefolgt von Konformationsänderungen, die eine Membrankomponente aktivieren und eine Kaskade von Molekülen in Gang setzen.

Wichtige Signalkaskaden umfassen die G-Protein-getriebenen Wege mit second messengers wie cAMP, IP3 und DAG sowie Calciumionen; RTKs aktivieren MAPK- und PI3K-Akt-Weg, die wiederum Genexpression, Proliferation oder Überleben beeinflussen. JAK-STAT-Signale werden über Cytokinrezeptoren vermittelt, und nukleare Rezeptoren modulieren direkt die Transkription. Signale können schnell oder langsam wirken, je nach Mechanismus und Ziel.

Die Regulation von Rezeptorsignalen erfolgt durch Desensitivierung, interne Rekrutierung und Recycling oder Abbau von Rezeptoren. Cross-talk zwischen Pfaden und räumliche Trennung von Signalen in Mikrodomänen sorgen für Spezifität. Dysregulation von Rezeptorsignalen ist mit zahlreichen Erkrankungen assoziiert; daher sind Rezeptorpfade zentrale Ziele in der Medizin.