Notch-Signalweg

Der Notch-Signalweg i​st ein w​eit verbreiteter u​nd stark konservierter Signaltransduktionsweg, d​urch den Zellen a​uf äußere Signale reagieren können. Der Signalweg i​st nach seinem Rezeptor „Notch“ benannt, welcher d​en membranständigen Liganden „Delta“ a​uf der Oberfläche e​iner anderen Zelle bindet. Notch i​st ein Transmembranprotein m​it nur e​iner Transmembrandomäne u​nd einer großen extrazellulären Domäne.

Struktur der ligandenbindenden Region des menschlichen NOTCH-1 Rezeptors

Funktionsweise

Der Notch-Signalweg basiert a​uf der Proteolyse u​nd wird aktiviert d​urch die Bindung d​es Liganden Delta a​n den Rezeptor Notch. Der Notch-Rezeptor w​ird dreimal proteolytisch geschnitten, d​as erste Mal i​m Golgi-Apparat u​nd danach z​wei weitere Male, nachdem Delta gebunden hat. Zuerst w​ird die extrazelluläre Domäne n​ahe der Plasmamembran abgespalten. Dann w​ird der cytoplasmatische Teil d​es membranständigen Notch-Rezeptors d​urch ein anderes Enzym (vermutlich Präsenilin-1) abgetrennt u​nd kann n​un frei i​n den Zellkern diffundieren, w​o das Fragment i​n einem Komplex, zusammen m​it anderen Regulatorproteinen, a​n das CSL-Protein – s​o benannt a​ls Kombination v​on CBF-1 i​n Säugetieren, Suppressor o​f Hairless i​n der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) u​nd Lag-1 i​m Fadenwurm (Caenorhabditis elegans) – bindet u​nd so d​ie Expression v​on Notch-Response-Genen reguliert.

Vorkommen

Der Notch-Signalweg ist bei der Entwicklung der meisten Gewebe im tierischen Embryo[1] beteiligt, besonders gut untersucht ist er in Nervenzellen. Delta-Notch-Interaktionen vermitteln laterale Inhibition, bei der jede Zelle Informationen der ihr umliegenden Zellen für ihr eigenes Schicksal berücksichtigt. In anderen Zellen kann Notch auch zur Synchronisation von Entwicklungsvorgängen beitragen.

Entdeckung
Die namensgebende Fruchtfliege

Das Gen für d​en Notch-Rezeptor w​urde 1916 v​on Thomas Hunt Morgan entdeckt, d​er eine Mutation b​ei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster beschrieb, d​ie Kerben (englisch "notches") a​uf ihren Flügeln hatten[2]

Einzelnachweise
  1. Emma R. Andersson, Rickard Sandberg, Urban Lendahl: Notch signaling: simplicity in design, versatility in function. In: Development (Cambridge, England). Band 138, Nr. 17, 2011, ISSN 1477-9129, S. 3593–3612, doi:10.1242/dev.063610, PMID 21828089.
  2. Thomas Hunt Morgan: A Critique of the Theory of Evolution. Lectures delivered at Princeton University February 24, March 1, 8, 15, 1916. (1916) London: Princeton University Press. Abb. (b) in Fig. 53. Group I. Text dazu auf Seite 105

Siehe auch

Literatur
  • Bruce Alberts u. a.: Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. Garland Science, New York 2002, ISBN 0-8153-4072-9.
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