Ligandengesteuerter Ionenkanal

Synonyme: ligandenaktivierter Ionenkanal, ionotroper Rezeptor, intrinsischer Ionenkanal
Englisch: ligand gated ion channel, ligand operated channel (LOC)

1 Definition

Als ligandengesteuerte Ionenkanäle oder ionotrope Rezeptoren bezeichnet man Membranrezeptoren, die gleichzeitig auch einen Ionenkanal darstellen. Sie kommen hauptsächlich in der Plasmamembran, teils aber auch im endoplasmatischen bzw. sarkoplasmatischen Retikulum vor.

2 Biochemie

Die Bindung eines Liganden bzw. Agonisten an die extrazelluläre Domäne des Rezeptors bewirkt eine Konformationsänderung des Ionenkanals. Dadurch wird die Öffnung einer Pore ausgelöst, durch die wiederum - selektiv oder unselektiv - Ionen einströmen können. Diese Ionen verändern das Membranpotenzial (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^-) oder - im Fall von Ca²⁺ - aktivieren sie Proteine. Derartige ligandenaktivierte Ionenkanäle ermöglichen aufgrund ihrer Aktivität eine äußerst schnelle Antwort.

Funktionsmechanismus ionotroper (links) und metabotroper (rechts) Rezeptoren

3 Beispiele

Folgende Rezeptoren sind Beispiele für ligandenaktivierte Ionenkanäle:

• Nikotinischer Acetylcholinrezeptor: Er ist ein Prototyp des ligandenaktivierten Ionenkanals und findet sich auf Skelettmuskelzellen. Durch den Einstrom von Na⁺ (und anderen Kationen) wird eine Depolarisation und somit die Kontraktion der Zelle ausgelöst.
• Rezeptoren für γ-Aminobuttersäure (GABA) und Glycin: Diese Rezeptoren sind Chloridkanäle und spielen eine wichtige Rolle in der Signalübertragung an inhibitorischen Synapsen im Gehirn.
• Glutamat-bindende AMPA- und NMDA-Rezeptoren: Sie lösen den Einstrom von Na⁺ bzw. Ca²⁺ aus und dienen der Signalübertragung an exzitatorischen Synapsen im Gehirn.
• IP₃-Rezeptoren: Sie binden den Second Messenger IP₃, was eine Freisetzung von Ca²⁺ aus dem ER/SR zur Folge hat.

4 Literatur

• "Duale Reihe Biochemie" - Joachim Raossw et. al., Thieme-Verlag, 3. Auflage

5 Links

• Spektrum.de
• ChemgaPedia