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Lexikon der Biologie: Rezeptor-Tyrosin-Kinasen

Rezeptor-Tyrosin-Kinasen, Abk. RTK, Rezeptoren, die Tyrosin-Protein-Kinasen (Proteinkinasen, Tyrosin-Kinase) darstellen. Es handelt sich dabei um membrandurchspannende Rezeptoren, deren intrazelluläre Domäne selbst eine Tyrosin-Kinase-Aktivität aufweist und/oder mit einer Tyrosin-Kinase assoziiert sein kann. Man unterscheidet mehrere Rezeptor-Familien, die neben ihrer spezifischen Bindestelle unterschiedliche extrazelluläre Domänen aufweisen. Gemeinsam sind allen ein einziger Membrandurchgang und eine cytoplasmatische Kinase-Domäne mit ATP-Bindungsstelle (Adenosintriphosphat). Nach der Ligandenbindung dimerisieren (Dimerisation) die Rezeptoren zu Homodimeren oder Heterodimeren, wodurch die cytoplasmatische Kinase-Aktivität aktiviert wird und eine wechselseitige Phosphorylierung von Tyrosin-Resten stattfindet. Diese Autophosphorylierung erfolgt in 2 Stufen. Zunächst werden Tyrosinreste (Tyrosin) in der Nähe des katalytischen Zentrums phosphoryliert (Phosphorylierung). Die dadurch ausgelöste Konformationsänderung (Konformation) erleichtert bei einigen Rezeptoren, z.B. beim Insulinrezeptor, die ATP-Bindung. In der zweiten Stufe erfolgt die Autophosphorylierung außerhalb der eigentlichen Kinase-Domäne. Es entstehen, zusammen mit benachbarten Aminosäureresten, Motive für die Bindung anderer Proteine mit SH2- oder PTB-Domänen, die wiederum Anfangsglieder der sich anschließenden Signaltransduktionskette (Signaltransduktion) darstellen. An der Signalübertragung der meisten RTK-Moleküle ist Ras, ein intrazelluläres GTPase-Schaltprotein (Guanosintriphosphatasen, Ras-Proteine), beteiligt. In einigen Fällen, z.B. beim tetrameren Insulinrezeptor, sind die Untereinheiten der RTK kovalent verknüpft. Diese Rezeptoren liegen auch in Abwesenheit ihres Liganden als Dimer oder Tetramer vor, die Autophosphorylierung erfolgt jedoch nur nach Ligandenbindung. – Die Liganden der Rezeptoren sind klassische Wachstumsfaktoren, z.B. Epidermiswachstumsfaktor (epidermal growth factor), Fibroblastenwachstumsfaktor (fibroblast growth factor; vgl. Infobox ), Peptidhormone wie z.B. Insulin, neurotrophe Faktoren und Cytokine. Phosphorylierung von Tyrosin stellt nur einen kleinen Prozentsatz (<1%) der gesamten Proteinphosphorylierung dar, sie ist jedoch überaus wichtig für eine intakte Funktion und Entwicklung u.a. von Nervenzellen und (biologischen) neuronalen Netzwerken. Über eine Stimulation von Tyrosin-Kinasen können Wachstumsfaktoren, Interleukine und Interferone Transkriptionsfaktoren (z.B. STAT; Janus-Kinasen) aktivieren und so die Genexpression regulieren. Die von den verschiedenen Vertretern der RTKs initiierten Signale beeinflussen ein breites Spektrum zellulärer Funktionen, z.B. wie die Steuerung von Zell-Proliferation und Differenzierung und die Änderung des Zellstoffwechsels. src-Kinasen.

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