Transducer Mechanismus: G Protein–gekoppelte Rezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) stellen die bekannteste Familie von Zelloberflächenrezeptoren dar und werden von fast 35 % der zugelassenen Medikamente angegriffen.

Obwohl es mehrere Subtypen von GPCRs gibt, haben sie gemeinsame strukturelle Merkmale.

Alle GPCRs enthalten sieben Transmembran-α-Helices, die durch abwechselnde zytosolische Schleifen getrennt sind, die die Bindungsstelle für heterotrimere G-Proteine enthalten. Die drei extrazellulären Schleifen bilden zusammen die Ligandenbindungsstelle.

Die Ligandenbindung induziert eine Konformationsänderung des GPCR. Das aktivierte GPCR kann nun mit erhöhter Affinität das inaktive GDP-gebundene G-Protein binden, um einen Rezeptor-G-Protein-Komplex zu bilden.

Die Rezeptor-G-Protein-Interaktion induziert weitere Konformationsänderungen im G-Protein und löst den Austausch von GDP mit GTP aus.

Als nächstes dissoziiert die GTP-gebundene Untereinheit des G-Proteins vom GPCR und aktiviert nachgeschaltete Effektoren.

Liganden wie Neurotransmitter, Opioide, Hormone oder Zytokine binden verschiedene GPCRs, die verschiedene G-α-Subtypen aktivieren, um die Neurotransmission, die visuelle Wahrnehmung und die Immunantwort zu regulieren.