Rezeptor-Bindungs-Versuch

Mittels Rezeptor-Bindungsversuche kann zum Beispiel die Kinetik einer Liganden-Rezeptorbindung bestimmt werden, es können passende Liganden für einen Rezeptor gesucht werden (Arzneimittelentwicklung) oder Rezeptoren in einem bestimmten Gewebe nachgewiesen werden.

Um von einer Rezeptorbindung auszugehen, müssen folgende Kriterien erfüllt sein:

• Sättigbarkeit der Bindung
• Spezifität: Andere Liganden werden nicht gebunden.
• Die Affinität des Liganden ist mit seiner Wirksamkeit assoziiert.

Folgende Bindungsarten sind möglich:

• kovalente Bindung: Die beteiligten Atome steuern jeweils mindestens ein Elektron zu der Bindung bei, die sie sich dann gemeinsam teilen. Diese Bindung ist äußerst stabil und es gibt nur wenige Pharmaka, die in dieser Form an Rezeptoren binden, da die Bindung wenig oder gar nicht reversibel ist. Dadurch wird eine Steuerung der Therapie sehr schwierig.
• nicht-kovalente Bindungen
  • elektrostatische Anziehung
    • Ion-Ion-Wechselwirkung: Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen, diese Bindungsart besitzt eine große Reichweite und Festigkeit.
    • Ion-Dipol-/ Dipol-Dipol-Wechselwirkung: Ähnelt der Ion-Ion-Wechselwirkung, allerdings besitzt der Dipol nur eine Teilladung: Die gemeinsamen Elektronen werden von den beteiligten Atomen unterschiedlich stark angezogen, sodass der eine Partner eine positive, der andere eine negative Teilladung erhält.
    • van-der-Waals-Kräfte: Diese treten bei unpolaren Molekülen auf, da auch hier die Elektronen nie ganz gleichmäßig über das Molekül verteilt sind – es bilden sich hier temporäre Dipole. Diese Ladungsverschiebungen sind allerdings sehr schwach und immer nur kurz ausgeprägt und somit ist auch die Bindung recht schwach.

Rezeptor-Bindungsversuche werden meist an Membransuspensionen durchgeführt.

Indem die Versuche also nicht in einem vollständigen Organismus durchgeführt werden, bietet sich eine Reihe von Vorteilen:

• Die Kenntnis der genauen Wirkstoffkonzentration, die am Wirkort vorliegt.
• Eine bessere Überschaubarkeit: Es können keine Gegenregulationen durch den Organismus stattfinden, der Effekt kann direkt ermittelt werden. Dies stellt allerdings auch einen Nachteil der Methode dar: Effekte, die bei diesen Rezeptor-Bindungsversuchen beobachtet werden, können im Organismus durch das komplexe Zusammenspiel von Regelkreisläufen ganz anders ausfallen.
• Der Effekt kann bis zur maximalen Ausprägung verfolgt werden, während in einem Organismus der Versuch ab einer schädigenden Wirkung abgebrochen werden muss.

Spezielle Rezeptor-Bindungsversuche sind:

• Sättigungsexperimente : Die Membransuspension wird mit dem radioaktiven Ligand inkubiert. Dann werden die ungebundenen Liganden entfernt und die Radioaktivität bestimmt, aus der auf die Menge an gebundenen Liganden geschlossen werden kann.
• Kompetitionsversuche: Durch diese Versuche können die IC 50-Werte und dann die Äquilibriumdissoziations-Konstante der Prüfsubstanzen bestimmt werden (über die KD-Werte der Liganden).
• Proteinbestimmung
• Nachweis von Rezeptoren in Gewebe