Das olfaktorische Neuroepithel mit dem Rezeptorneuron (2)

Für die olfaktorische Rezeptorfamilie gibt es schätzungsweise 500–1000 Gene. Die Rezeptoren sind nicht hochspezifisch für einen Duftstoff, sondern decken unterschiedliche Duftstoffspektren ab. Der entscheidende Mechanismus am Rezeptor ist wohl die G-Protein-Kaskade.

Das Duftstoffmolekül mit dem OBP gelangt zum olfaktorischen Rezeptor, bindet dort und bewirkt am anhängenden G-Protein an dessen α-Untereinheit einen Austausch von GDP zu GTP. Damit diffundiert die GTP-α-Untereinheit von der βγ-Untereinheit ab, bindet sich an die Adenylat-Cyclase und aktiviert diese. Die aktivierte Adenylat-Cyclase wandelt ATP in cAMP um, welches einen Kanal öffnet (olfactory cyclic nucleotide-gated channel, OCNC), durch den Natrium und Calcium einströmen, wodurch eine Depolarisierung entsteht.

Es gibt neun verschidene Isoformen der Adenylat-Cyclase, darunter die Typ-III-Adenylat-Cyclase. In Mäusen mit gestörtem Adenylat-Cyclase-Typ-III-Gen konnte mittels Elektroolfaktogramm keine olfaktorische Antwort gemessen werden, und die Mäuse konnten kein riechabhängiges Lernverhalten zeigen.

Eine weitere Kaskade, ausgelöst durch Duftstoffmoleküle, ist die Phosphoinositidkaskade. Bei Bindung des Duftstoffmoleküls kommt es hierbei zur Aktivierung der Phospholipase C. Dieses membrangebundene Enzym spaltet Phosphatidylinositol-4,5-biphosphat (PIP₂) in zwei Messenger – Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP₃) und Diacylglycerin. IP₃ bewirkt das Einströmen von Calcium nach intrazellulär. Diacylglycerin aktiviert die Protein-Kinase, welche Serin- und Threoninreste vieler Proteine phosphoryliert. Diese Kaskade ist zwar nachgewiesen, ist jedoch wohl der G-Protein-Kaskade untergeordnet.

Zuletzt ist die cGMP-Kaskade zu nennen, bei der das Duftstoffmolekül an eine Guanylyl-Cyclase bindet, wobei cGMP gebildet wird, welches OCNC aktiviert. Der Anstieg des cGMP-Levels geschieht langsam, diese Kinetik scheint daher eher mit einer zellulären Langzeitwirkung verknüpft zu sein [1].