chemotaxisreceptoren

Chemotaxisrezeptoren, auch als Chemorezeptoren bezeichnet, sind Sensorproteine, die chemische Gradienten in ihrer Umgebung registrieren und Zellen zielgerichtet bewegen lassen. In Bakterien dominieren Methyl-accepting chemotaxis proteins (MCPs) die Sinnesantworten, während in Eukaryoten verschiedene Rezeptortypen die Orientierung steuern.

MCPs sind typischerweise Transmembranproteine mit einer periplasmischen Ligandenbindungsdomäne, zwei Transmembrandomänen und einer cytoplasmatischen Signaldomäne. Sie arbeiten meist in Clustern zusammen und interagieren mit dem CheA-CheW-Komplex. Reizbindung verändert die Kinaseaktivität von CheA, was die Phosphorylierung von CheY reguliert. CheY-P beeinflusst den Flagellenmotor und steuert Lauf- sowie Tumble-Verhalten. Die Anpassung an persistente Reize erfolgt durch Methylierung und Demethylierung der MCPs durch CheR bzw. CheB, wodurch die Empfindlichkeit des Signalsystems angepasst wird. Bekannte MCP-Beispiele in Escherichia coli sind Tar, der auf Aspartat reagiert, und Tsr, der Serin wahrnimmt.

In Eukaryoten sind Chemotaxisrezeptoren meist GPCRs, die Chemoattraktantien wie Chemokine erkennen. Die Aktivierung von G-Proteinen löst Signalkaskaden aus, die unter anderem PI3K- und Rho-Family-Wegzüge umfassen und zu einer Umgestaltung des Zytoskeletts sowie gerichteter Bewegung durch Pseudopodien führen.

Chemotaxisrezeptoren spielen eine zentrale Rolle in der Immunzellmigration, der embryonalen Entwicklung und der Pathogen-Erkennung. Fehlregulation kann Entzündungen, Autoimmunität oder Metastasen begünstigen. Die bakterielle Signaltransduktion dient heute als Modellsystem für grundlegende Prinzipien der Sinneswahrnehmung und Adaptation.