Second Messenger - Prinzip der Informationsweitergabe
Second Messenger nennt man chemische Botenstoffe, die ein allgemeines Prinzip in der Informationsweitergabe darstellen. Second Messenger werden über ein Rezeptorsystem (z.B. G-Proteine), das als Antwort auf das Signal eines extrazellulären primären Botenstoffs (First Messenger) ausgelöst wurde, vor allem intrazellulär gebildet und führen dort zu einer spezifischen Reaktion, z.B. einer Genaktivierung oder der Änderung des Membranpotentials.
Beispiel: Geruchssinn
Nach der Erregung eines Rezeptors wird in der Regel ein System der indirekten Informationsweiterleitung aktiviert. Cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) ist ein Second Messenger, der im Zusammenhang mit Funktionsabläufen des Geruchssinns aktiviert wird.
Ein Duftmolekül bindet an der Membranaußenseite an einen spezifischen Chemorezeptor. Dieser Rezeptor ist zugleich an der Membraninnenseite an ein sogenanntes G-Protein (Guaninnukleotid-bindendes Protein) gekoppelt. Erreicht die Erregung das G-Protein, so spaltet es seine alpha-Untereinheit ab, wodurch das Enzyms Adenylatcyclase (AC) aktiviert wird. AC katalysiert die Spaltung von ATP und die Synthese von cAMP, welches als Second Messenger dient.
In der Membran bewirkt cAMP die Öffnung von Ionenkanälen, sodass Natrium- und Calcium-Ionen in den Innenraum der Sinneszelle einströmen können. Die Folge ist eine Depolarisation der Zelle. Als primäre Sinneszelle generiert sie selbst ein Aktionspotential und leitet dieses über den Riechnerv an das Gehirn weiter. Je nach Rezeptortyp und Duftmolekül werden unterschiedliche Kanäle aktiviert und somit verschiedene Signale an das Gehirn weitergeleitet.
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