Arrestin

Synonym: S-Antigen
Englisch: arrestin

1 Definition

Arrestine sind eine kleine Familie von Proteinen, die für die (Down-)Regulierung der Signaltransduktion bei G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) wichtig sind.

2 Hintergrund

Als Reaktion auf einen Stimulus aktivieren GPCRs heterotrimere G-Proteine. Um diese Antwort auszuschalten oder sich an einen anhaltenden Stimulus anzupassen, müssen die betreffenden Rezeptoren inaktiviert werden. Man spricht auch von einer Desensitisierung.

Der erste Schritt dafür ist die Phosphorylierung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinasen (GRK), eine Klasse von Serin/Threonin-Kinasen. Die GRK-Phosphorylierung bereitet den aktivierten Rezeptor für die Bindung durch Arrestin vor. Die Arrestin-Bindung blockiert die weitere Signalübermittlung durch G-Protein-vermittelte Rezeptoren und leitet die Internalisierung der gebundenen Rezeptoren durch Endozytose ein. Die Signalübermitlung wird dadurch auf alternative, G-Protein-unabhängige Wege, umgeleitet. Zusätzlich zu GPCRs binden die Arrestine an andere Klassen von Oberflächenrezeptoren und eine Vielzahl anderer Signalproteine.

3 Einteilung

Bei Säugetieren sind 4 verschiedene Arrestine bekannt:

• Arrestin-1: Ein 48 kDa schweres Protein, das aktiviertes phosphoryliertes Rhodopsin bindet und daher auch "visuelles Arrestin" genannt wird. Es wird in großer Menge in Stäbchen und Zapfen exprimiert.
• Arrestin-2: Wird auch β-Arrestin genannt, da zuerst seine Bindung an den Beta-2-Rezeptor beschrieben wurde. Arrestin-2 interagiert jedoch mit vielen verschiedenen GPCRs.
• Arrestin-3: War das zweite nicht-visuelle Arrestin, das entdeckt wurde.
• Arrestin-4: Auch X-Arrestin genannt, da sein Gen auf dem X-Chromosom lokalisiert ist. Wird von Zapfen der Netzhaut exprimiert.

4 Klinik

Arrestin ist aufgrund seiner Fähigkeit, die Bildung von Autoantikörpern zu stimulieren, auch als S-Antigen bekannt. Das Protein wird beim Zelluntergang der Sinneszellen freigesetzt und kann so die Bildung einer Autoimmunreaktion gegen Bestandteile der Retina auslösen. Dabei kommt es zu entzündlichen Veränderungen der Netzhaut, die bis zur Erblindung führen können.

5 Literatur

• Duale Reihe Physiologie; Behrends et al.; Georg Thieme Verlag Stuttgart; 3. Auflage; Seite 646