Vitamin-D-Rezeptor

Als Vitamin-D-Rezeptor, kurz VDR, bezeichnet man einen Kernrezeptor, an den Vitamin D bindet. Er induziert die Synthese von Proteinen, die in der Calciumhomöostase des Körpers eine wichtige Rolle spielen. Neben dem Kernrezeptor (nVDR) wird die Existenz eines Membranrezeptors für Vitamin D (mVDR) postuliert.

Das VDR-Gen befindet sich auf Chromosom 12 an Genlokus 12q13.11.

Das Protein weist eine modulare Struktur auf, bestehend aus folgenden Domänen:

• DNA-Bindungsdomäne (DBD): Zinkfingerstruktur zur spezifischen Bindung an DNA-Regionen (sog. Vitamin-D-Response-Elements, kurz VDREs)
• Ligandenbindungsdomäne (LBD): Bindungsstelle für den aktiven Liganden Calcitriol; verantwortlich für Rezeptoraktivierung, Dimerisierung und Interaktion mit Coaktivatoren oder Corepressoren
• N-terminale Domäne (NTD): enthält Aktivierungsfunktionen und moduliert die Interaktion mit regulatorischen Proteinen.

VDR wird durch Calcitriol, die bioaktive Form von Vitamin D aktiviert. Dazu muss Vitamin D zunächst in Hepatozyten oder anderen Zielzellen (z.B. Osteoblasten) durch Cytochrom P450 2R1 in 25-Hydroxycholecalciferol (Calcidiol) umgewandelt werden. Anschließend wird es in einem zweiten Schritt durch die 1-alpha-Hydroxylase der Mitochondrien oder des endoplasmatischen Retikulums zu Calcitriol hydroxyliert.

4.1. Genomische Effekte

Mit der Calcitriolbindung an den Vitamin-D-Rezeptor wird dieser aktiviert und bindet als Heterodimer mit dem Retinoid-X-Rezeptor alpha (RXR alpha) an seine responsiven Elemente in der DNA. Der Vitamin-D-Rezeptor induziert dabei z.B. die Synthese folgender Proteine:

• TRPV6 (transient receptor potential V6): Dieser Calciumkanal liegt auf der luminalen Seite der Enterozyten und ist für die Calciumaufnahme aus dem Darmlumen verantwortlich.
• Calbindin-D9K: Dieses 9 kDa große Protein kann Calcium binden. Es ist verantwortlich für den Calciumtransport von der luminalen zur basolateralen Seite der Enterozyten.
• PMCA1b (plasma membrane Ca²⁺-ATPase): PMCA1b ist eine Calcium-ATPase, die auf der basolateralen Seite der Enterozyten lokalisiert ist, um den Transport von Calcium aus den Zellen zu ermöglichen.

4.2. Nicht-genomische Effekte

Über die Calcitriolbindung an Vitamin-D-Rezeptoren der Zellmembran werden schnelle, nicht-genomische Effekte (z.B. Calciumeinstrom) induziert.

Die hypokalzämische Vitamin D-resistente Rachitis (HVDRR) entsteht durch eine vererbliche Mutation des Vitamin-D-Rezeptor-Gens VDR. Wie ein Mangel an Vitamin D durch unzureichende Sonnenexposition und Mangelernährung führt der Gendefekt zum Erscheinungsbild der Rachitis, die allerdings Vitamin-D-resistent ist.

• uniprot.org - VDR, abgerufen am 14.03.2025
• orpha.net - Rachitis, hypokalzämische, Vitamin D-resistente, abgerufen am 14.03.2025