Nuclear Hormone Receptors and Steroid Hormone Signaling

00:01 Wie ich bereits erwähnt habe, funktionieren nicht alle Signalsysteme über Membranrezeptoren.

00:05 Ein Beispiel für solche, die innerhalb der Zelle wirken, ist der Steroidhormonrezeptor, der dadurch funktioniert, dass ein Steroidhormon durch die Membran bis zum Rezeptor im Zytoplasma diffundiert.

00:17 Der Schilddrüsenhormonrezeptor funktioniert auch, wie ich hier beschreiben werde, über das Transportsystem, das Dinge in den Zellkern bringt.

00:25 Vitamin D hat einen etwas anderen Weg, um dorthin zu gelangen.

00:27 Es gelangt nicht über den Rezeptor in die Zelle, sondern durch die Wirkung eines Vitamin-D-Transportproteins, das das Vitamin D und die Zellmembran aufnimmt und es dann zum Rezeptor im Zytoplasma transportiert, der das Vitamin D dann in den Zellkern bringt, um dort seine Wirkung zu entfalten.

00:42 Und schließlich verfügt der Retinsäure-/Retinoidrezeptor über ein Transportsystem, das die Retinsäure ebenfalls in den Zellkern bringt, wo sie die Genexpression steuert.

00:50 Jeder dieser nukleären Hormonrezeptoren ist hier schematisch dargestellt.

00:55 Sie haben einen N-terminalen Bereich, der links dargestellt ist und einen C-terminalen Bereich, der rechts dargestellt ist.

01:00 Und dieser N-terminale Bereich hat eine DNA-Bindungsdomäne, die spezifisch für die Bindung einer bestimmten Sequenz innerhalb eines DNA-Moleküls ist.

01:09 Ein anderer Teil des Proteins hat eine Ligandenbindungsdomäne, das ist der Teil, der sich an das Rezeptorhormon bindet.

01:16 Es ist die Bindung dieses Rezeptorhormons, die den Gesamtrezeptor dazu veranlasst, die von ihm kontrollierte Genexpression auszuüben.

01:23 Diese Rezeptor-Hormone binden also wie gesagt an spezifische Sequenzen in DNA-Molekülen, die sogenannten Hormon- Response-Element, die in der DNA vorkommen.

01:33 Und diese sind spezifisch für jeden einzelnen Transkriptionsfaktoren, den ich hier beschrieben habe.

01:38 Die nukleäre Hormonsignalisierung hilft bei der Steuerung von Stoffwechselprozessen, Entzündungen, Immunsystem-Funktionen, Wasser- und Salzhaushalt, sexuellen Charakteristika und der Reaktion auf Krankheiten und Verletzungen.

01:50 Das ist eine ziemlich große Bandbreite an Dingen, auf die ein Körper reagieren muss.

01:55 Die Steroid-Signalübertragung verwendet intrazelluläre Nicht-Membran-Rezeptoren, wie ich bereits erwähnt habe.

02:00 Es gibt fünf Klassen von Steroidrezeptoren, die in zwei Gruppen unterteilt werden: die Kortikosteroide und die Sexualhormone.

02:08 Die Signalübertragung beeinflusst hauptsächlich die Genexpression und ist daher tendenziell viel langsamer in ihren Auswirkungen, als jene Prozesse, die Enzymaktivitäten beeinflussen.

02:18 Schauen wir uns also den Prozess der Steroid Signalisierung in der Zelle an.

02:22 Das Steroidhormon wird ins Blut freigesetzt, das ist der erste Botenstoff.

02:25 Und es reist zu seinem Ziel.

02:27 An seinem Zielort durchquert es die Lipiddoppelschicht der Zielzelle ohne Wechselwirkung mit anderen Proteinen.

02:33 Innerhalb des Zytoplasmas bindet es an einen internen Rezeptor.

02:36 Und dieser interne Rezeptor hat seine Form durch die Bindung des Hormons verändert.

02:42 Dadurch wird der Rezeptor in einen so genannten Transkriptionsfaktor umgewandelt.

02:47 Der Transkriptionsfaktor geht in den Zellkern und bindet an das Hormon-Response-Element in der DNA, was sich auf die Transkription auswirkt.

02:55 Die Bewegung des Transkriptionsfaktors in den Zellkern mit dem daran gebundenen Hormon bewirkt also, dass eine andere Reihe von Genen gebildet wird als vor dem Eintritt des Rezeptorproteins in den Zellkern.

03:07 Dies ist schematisch dargestellt in der Abbildung, die ich Ihnen hier zeige.

03:10 Wir sehen zum Beispiel eine Zelle, die als Rechteck in Grau dargestellt ist.

03:15 Wir sehen darin ein Rezeptorprotein, das an ein anderes Molekül gebunden ist und wir sehen den Zellkern.

03:21 Hier ist also die Phospholipid- Doppelschicht, die diese Zelle umgibt.

03:24 Und dort ist der Rezeptor, gebunden an ein Protein mit dem Namen Hsp70.

03:29 Hsp steht jetzt für Hitzeschockprotein 70.

03:32 Und Hitzeschockproteine haben eine ganze Reihe von Funktionen, aber eine der Funktionen, die das Hitzeschockprotein 70 hier hat, ist, dass es das Rezeptorprotein daran hindert, in den Zellkern zu gelangen.

03:43 Es hält es im Zytoplasma.

03:45 Nun, hier ist das Steroidhormon, das im Blut ankommt, es durchquert die Lipiddoppelschicht allein, es interagiert mit dem Rezeptorprotein.

03:54 Und die Bindung des Hormons an das Rezeptorprotein veranlasst das Rezeptorprotein, Hsp70 loszulassen.

04:02 Da Hsp70 das Protein daran hinderte, in den Zellkern zu gelangen, bewegt sich das Protein, das der Rezeptor für das Steroidhormon ist, nun in den Zellkern und aktiviert die Transkription von Genen, die mit Hormon-Response-Elementen versehen sind.

04:18 Auf diese Weise wurde die Genexpression der Zelle verändert.