Arrestin

Als Reaktion auf einen Stimulus aktivieren GPCRs heterotrimere G-Proteine. Um diese Antwort auszuschalten oder sich an einen anhaltenden Stimulus anzupassen, müssen die betreffenden Rezeptoren inaktiviert werden. Man spricht auch von einer Desensitisierung.

Der erste Schritt der Desensitisierung ist die Phosphorylierung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinasen (GRK), eine Klasse von Serin/Threonin-Kinasen. Die GRK-Phosphorylierung bereitet den aktivierten Rezeptor für die Bindung durch Arrestin vor. Die Arrestin-Bindung blockiert die weitere Signalübermittlung durch die GPCRs und leitet die Internalisierung der gebundenen Rezeptoren durch Endozytose ein. Die Signalübermittlung wird dadurch auf alternative, G-Protein-unabhängige Wege, umgeleitet.

Arrestine sind zudem in der Lage weitere Oberflächenrezeptoren und Signalproteine zu binden und zu regulieren.

Bei Säugetieren sind 4 verschiedene Arrestine bekannt:

• S-Arrestin bzw. Arrestin-1: Ein 48 kDa schweres Protein, das aktiviertes phosphoryliertes Rhodopsin bindet und daher auch "visuelles Arrestin" genannt wird. Es wird in großer Menge in Stäbchen und Zapfen exprimiert.
• Arrestin-2: Wird auch β-Arrestin-1 genannt, da zuerst seine Bindung an den Beta-2-Rezeptor beschrieben wurde. Arrestin-2 interagiert jedoch mit vielen verschiedenen GPCRs.
• Arrestin-3: Wird auch β-Arrestin-2 genannt und ist das zweite nicht-visuelle Arrestin.
• Arrestin-4: Auch X-Arrestin genannt, da sein Gen auf dem X-Chromosom lokalisiert ist. Wird von Zapfen der Netzhaut exprimiert.

S-Arrestin ist aufgrund seiner Fähigkeit, die Bildung von Autoantikörpern zu stimulieren, auch als S-Antigen bekannt. Das Protein wird beim Zelltod der Sinneszellen freigesetzt und kann so die Bildung einer Autoimmunreaktion gegen Bestandteile der Retina auslösen. Dabei kommt es zu entzündlichen Veränderungen der Netzhaut, die bis zur Erblindung führen können.

• Duale Reihe Physiologie; Behrends et al.; Georg Thieme Verlag Stuttgart; 3. Auflage; Seite 646