Diese Girlanden sind ein 3-D-Modell von Rhodopsin. Das ist eines unserer Sehpigmente und gehört zu den G-Protein-gekoppelten Rezeptoren.
Stockholm/Wien - Wie nehmen Zellen ihre Umwelt wahr, wie verarbeiten sie Reize wie Licht, Geschmack oder Geruch, und wie genau reagieren sie auf Wachstumsfaktoren und Hormone? Diese Fragen gehörten für die längste Zeit im 20. Jahrhundert zu den großen Rätseln der Wissenschaft vom Leben, zu der natürlich auch die Chemie gehört.
Forscher vermuteten, dass es an der Zelloberfläche eine Art Empfangsstation etwa für Hormone geben müsse. Wie diese Rezeptoren tatsächlich aussehen und wie sie arbeiten, blieb bis zu den 1980er-Jahren unklar. Den beiden US-Zellforschern Robert Lefkowitz und Brian Kobilka gelang es, das Innenleben einer wichtigen Familie von solchen Rezeptoren, den sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR), zu entschlüsseln. Diese Großtat trug ihnen 2012 den Chemie-Nobelpreis ein.
Dem heute 69-jährigen Lefkowitz und seinem ehemaligen Mitarbeiter Brian Kobilka (57) gelang es in den 1980er-Jahren, das Gen für den sogenannten ß-Adrenozeptor zu identifizieren. Dabei zeigte sich, dass der Rezeptor sehr ähnlich zu einem im Auge ist, der auf Lichtreize reagiert. Das wiederum öffnete den Forschern die Augen, dass es eine ganze Familie von Rezeptoren gibt, die auf gleiche Weise funktionieren. In menschlichen Zellen gibt es knapp 1000 Rezeptoren mit unterschiedlichen Funktionen, die verschiedene G-Proteine als Schalter verwenden. Sie verarbeiten nicht nur viele Sinnesreize, sondern reagieren zum Beispiel auch auf Wachstumsfaktoren und Hormone wie Adrenalin, Histamin, Dopamin und Serotonin.
Diese Schalter machen sich seit langem auch die Mediziner und Pharmakologen zunutze - ohne lange gewusst zu haben, wie sie genau funktionieren: Etwa die Hälfte aller Medikamente entfalten ihre Wirkung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren. Dank der nun mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Erkenntnisse kann man jetzt Rezeptoren noch besser beeinflussen, um medizinische Effekte zu erreichen.
Der GPCR-Signalweg ist so wichtig, dass es zum dritten Mal Nobelpreise dafür gibt: 1994 erhielten Alfred Gilman und Martin Rodbell den Nobelpreis für die Entdeckung der G-Proteine und ihre Rolle bei der Signalweiterleitung. Richard Axel und Linda Buck bekamen ihn 2004 für Arbeiten zum Geruchssinn, der auch auf GPCR beruht. (tasch, APA/DER STANDARD, 11. 10. 2012)