Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Basiswissen

• Allgemein > Aufbau

  G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) in Membran

  Geh-Proid-Zepter-Wachtürme in Membran-Mauer

  Die größte Familie der Membranrezeptoren bilden G-Protein gekoppelte Rezeptoren (engl. G-protein-coupled-receptors = GPCRs). Viele Signalstoffe binden an diese universellen Rezeptoren, um einen Effekt in der Zelle zu erzielen. Dies können Hormone (z.B. Adrenalin), Neurotransmitter (z. B. Acetylcholin), Cytokine oder Sinnesreize (z.B. Licht) sein.

• Allgemein > Aufbau

  Extrazelluläre Domäne mit Rezeptor: Bindestelle für Liganden

  Dom mit Zepter: hier verheddern sich Fliganden

• Allgemein > Aufbau

  7 transmembranäre Helices

  Wachtürme haben 7 Pfeiler (inkl. Turm) in der Stadtmauer

  GPCRs bestehen aus 7 Transmembranhelices (“heptahelical”), d.h. die 7 Proteinketten durchspannen schleifenförmig die Zellmembran und sind untereinander verbunden.

• Allgemein > Aufbau

  Intrazellulärer Domäne (Bindestelle) für G-Proteine

  Innerhalb der Stadtmauer ist Dom für Geh-Proide

  Auf der zytosolischen Seite besitzen die Rezeptoren eine Domäne, an welche die G-Proteine binden. Der GPCR nimmt extrazellulär also das Signal des Liganden auf und leitet es intrazellulär an das G-Protein weiter.

• Allgemein > Aufbau

  G-Proteine sind heterotrimer: α- & βγ-Untereinheit

  Geh-Proid: mit α-Hund an Leine & selbst zweiteiligem Körper (βγ)

  Die G-Proteine sind in die Membran eingelagerte Proteine, die aus 3 verschiedenen Untereinheiten bestehen (“heterotrimer”): einer α- (Gα) , β- (Gβ) und γ- (Gγ) Untereinheit. Die βγ-Untereinheit, trennt sich nicht. Die α- und γ-Untereinheit sind jeweils über einen Lipidanker in der Membran verankert. Der GPCR muss vom G-Protein klar getrennt werden.

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Expertenwissen

• Allgemein > Aktivierung

  GPCR sind metabotrope Rezeptoren

  Meterbrot, Angriff auf Stoffwechselstadt

  Die GPCRs sind metabotrope (auf metabolische Vorgänge einwirkende) Membranrezeptoren, die an eine Signalkaskade gekoppelt sind. Nach Ligandenbindung wird das Signal intrazellulär an Second Messenger weitergegeben, die wiederum den Metabolismus der Zelle beeinflussen. Welches G-Protein aktiviert/ welche Signalkaskade losgetreten wird, hängt ab vom Rezeptor und Liganden.

• Allgemein > Aktivierung

  Gα besitzt intrinsische GTPase-Aktivität

  α-Wachhunde haben Hasen-Ohren

  Seine Wirkung kann das G-Protein beenden, indem es durch eine intrinsische GTPase-Aktivität der Gα-Untereinheit das gebundene GTP zu GDP und Phosphat spaltet und sich somit selbst inaktiviert. Nun kann sich die α-Untereinheit wieder mit dem β- und γ-Komplex verbinden und der Zyklus kann von Neuem ablaufen.

• Allgemein > Aktivierung

  Unterschiedliche Liganden – gleiche Signalkaskade

  Unterschiedliche Fliganden lösen gleichen Alarm aus

  Die GPCRs kommen an sehr vielen unterschiedlichen Stellen im Körper vor und werden von ganz unterschiedlichen Liganden aktiviert. Die durch die verschiedenen G-Proteine induzierten Signalkaskaden laufen aber immer nach demselben Schema ab und setzen dieselbe Signalkaskade in Gang!

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