bioreseptorien

Biorezeptoren sind biologische Erkennungselemente, die spezifisch an ein Zielmolekül binden und dadurch eine Signalkaskade auslösen oder eine messbare physikalische Veränderung hervorrufen. Sie kommen in lebenden Organismen vor und dienen der Wahrnehmung von Reizen sowie der Regulation physiologischer Prozesse. In der Technologiebildung finden Biorezeptoren Verwendung als Bausteine von Biosensoren.

Typen von Biorezeptoren umfassen physiologische Rezeptoren in Zellen, wie G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, Rezeptortyrosinkinasen und Ionenkanalrezeptoren, sowie intrazelluläre Rezeptoren wie nukleäre Hormonsensoren. Immunologische Rezeptoren wie T-Zell- und B-Zell-Rezeptoren reagieren spezifisch auf Antigene. Sensorische Biorezeptoren, etwa Fotorezeptoren oder Geschmack- und Geruchssensoren, wandeln Reize in neuronale Signale um.

In der Biosensorik dienen Biorezeptoren als Erkennungselemente, die eine Bindung an ein Zielmolekül spezifisch erkennen lässt. Geeignete Biorezeptoren umfassen Enzyme, Antikörper, Aptamere, Nukleinsäurestrukturen sowie ganze Zellen oder Gewebe. Fusioniert mit einem Transduktor verwandeln sie die Bindung in ein messbares Signal, das elektrochemisch, optisch oder piezoelektrisch erfasst wird.

Wichtige Eigenschaften von Biorezeptoren sind Spezifität, Affinität (Kd), Stabilität, Reaktivität gegenüber Störstoffen und die Möglichkeit zur Regeneration sowie Wiederverwendung. Typische Anwendungen umfassen medizinische Diagnostik, Umwelt- und Lebensmittelsicherheit sowie Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Biotechnologie und Biomedizin. Herausforderungen liegen in der Minimierung von Nicht-Spezifität, der Stabilität unter Praxisbedingungen sowie Kosten- und Regulierungsaspekten.