Gq-gekoppelter-Rezeptor

Gq-gekoppelte-Rezeptoren enthalten als charakteristisches Merkmal eine G_αq-Untereinheit. Sie bestehen aus sieben Transmembrandomänen, die jeweils aus ca. 20 Aminosäuren aufgebaut und zu einer α-Helix angeordnet sind. Abgeleitet von dieser Struktur bezeichnet man sie auch als heptahelikale Rezeptoren. Der N-Terminus liegt extrazellulär, der C-Terminus intrazellulär. Die Rezeptoren sind an ein heterotrimeres G-Protein mit drei Untereinheiten gekoppelt (α,β,γ).

Schematischer Aufbau von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren

Die Rezeptorbindung katalysiert den Austausch von GDP zu GTP, sodass das G-Protein in eine α- und eine β/γ-Untereinheit dissoziert.

Im Falle eines Gq-gekoppelten-Rezeptors aktiviert die α-Untereinheit die Phospholipase Cβ. Die PLC hydrolysiert folgend das auf der Innenseite der Membran befindliche PIP₂ zu Inositoltriphosphat (IP₃) und Diacylglycerol (DAG).

IP₃ diffundiert von der Membran zum glatten endoplasmatischen Retikulum und aktiviert dort den IP₃-Rezeptor. Dadurch kommt des zu einem Anstieg der zytosolischen Calciumkonzentration. Calcium katalysiert nun als tertiärer Botenstoff weitere Signalkaskaden, die am Häufigsten über die CaM-Kinase II vermittelt werden.

DAG aktiviert die membranständige Proteinkinase C (PKC). Diese Aktivierung ist zusätzlich von der Interaktion mit Phosphatidylserin und Ca²⁺ abhängig. Die PKC entfaltet ihre Wirkung durch Phosphorylierung weiterer Proteine.

Je nach Ort können Gq-gekoppelte Proteine gegenläufige Effekte verursachen. So bewirkt der α₁-Adrenozeptor eine Kontraktion der glatten Gefäßmuskulatur, während der Bradykininrezeptor über die Bildung von NO eine Vasodilatation hervorruft.

Wichtige Vertreter der Gq-gekoppelten-Rezeptoren sind:

• muskarinischer Acetylcholinrezeptor 3
• α₁-Adrenozeptor
• AT1-Rezeptor
• V1-Rezeptor
• Endothelinrezeptor
• Tachykinin-Rezeptor
• Bradykininrezeptor
• H₁-Rezeptor

• Rassow et al. Duale Reihe Biochemie, Hrsg. 4. Auflage, Stuttgart: Thieme, 2016