Second-Messenger-Systeme

An der Signaltransduktion vom extrazellulären Signal bis hin zu den metabolischen und physiologischen Reaktionen einer Zelle sind zahlreiche Komponenten beteiligt. Während den vielfältigen extrazellulären Signalmolekülen eine große Zahl spezifischer Rezeptoren gegenübersteht, erfolgt die Informationsweiterleitung in der Zelle über eine relativ geringe Anzahl an Signaltransduktionswegen und zahlreiche Hormone aktivieren die gleichen Signalmoleküle. Dennoch sind die zellulären Reaktionen spezifisch. Das ist dem Umstand zu verdanken, dass die Zielzellen über eine unterschiedliche Ausstattung mit Enzymen und anderen Proteinen verfügen und die Signaltransduktionswege häufig miteinander vernetzt sind. Die metabolischen und physiologischen Reaktionen einer Zelle hängen demnach von der Summe der beteiligten Signale ab.

Nach Bindung eines extrazellulären Signalmoleküls () an einen verändert sich die Konformation der zytosolischen Domäne des Rezeptors. Dort erzeugen die Rezeptoren auf unterschiedliche Weise und häufig über andere Proteine ein sekundäres chemisches Signal wie die direkte Phosphorylierung und Aktivierung von Transkriptionsfaktoren, die Aktivierung von Phosphorylierungskaskaden, die Verschiebung von Ionen über Membranen oder die Synthese von intrazellulären Botenstoffen, den . Diese sekundären Botenstoffe sind Liganden allosterischer Enzyme, Ionenkanäle und Transporter, die durch den Anstieg der Second-Messenger-Konzentration meist aktiviert werden.