Tachykinine

TachykininesindPeptide,die alsNeurotransmitterundGewebshormonein vielen tierischen Organismen vorkommen. Sie gehören zur Gruppe derNeuropeptide.Zu den Tachykininen zählen unter anderemSubstanz P,Neurokinin A,Neurokinin B,Hemokinin 1,Endokinin AundEndokinin B.Ihren Namen verdanken die Tachykinine ihrer Fähigkeit, eine schnelle Kontraktion derglatten Muskulaturhervorzurufen. Darüber hinaus besitzen Tachykinine Wirkungen auf dasNervensystem,HormonsystemundImmunsystem.Ihre physiologischen Effekte vermitteln sie über eine Aktivierung vonTachykininrezeptoren.

Vorkommen

Tachykinine sind imReichdervielzelligen Tiereweit verbreitet. Sie zählen zu den entwicklungsgeschichtlich ältesten Neurotransmittern. Tachykinin-ähnliche Peptide wurden unter anderem in den primitiven Nervensystemen vonNesseltierenundPlattwürmerngefunden. Diese Tachykinin-ähnlichen Peptide unterscheiden sich in ihrerAminosäuresequenzzum Teil deutlich von den Tachykininen derSäugetiere.Eine weite Verbreitung besitzen auch Tachykinine im engeren Sinn mit dem Aminosäuresequenzmotiv Gly-Leu-Met-NH₂.Zu diesen zählen die Mehrzahl der Tachykinine derWirbeltiereund einiger wirbelloser Vertreter. Beispiele für Tachykinine mit diesem Sequenzmotiv unter denWirbellosensind dasEledoisinder KrakenartEledone aldovrandisowie dieSialokininederGelbfiebermücke.

Im menschlichen Organismus kommen Tachykinine vorwiegend als Neurotransmitter im Nervensystems vor. In einigen Teilen des Gehirns liegt die Tachykinin-Konzentration im nanomolaren Bereich. Die höchsten Konzentrationen wurden in derSubstantia nigragefunden. Auch die Tachykinine desMagen-Darm-Traktssind überwiegend neuronalen Ursprungs. Hier dominieren Substanz P und Neurokinin A. Außerhalb des Nervensystems ist nahezu ausschließlich Substanz P anzutreffen. Dieses Tachykinin wird unter anderem in den argyrophilen Zellen oder gemeinsam mitSerotoninin denenterochromaffinen Zellengespeichert. Substanz P fungiert hier überwiegend als Gewebshormon und erreicht nach Abgabe ins Blut Konzentrationen im picomolaren Bereich. Tachykinine, insbesondere Substanz P aber auch Neurokinin A, werden von einigenneuroendokrinen Tumoren,wie beispielsweise demKarzinoid,demPhäochromozytomund demkleinzelligen Bronchialkarzinom,produziert.

Biochemie

Struktur

Tachykinine sind zumeist kurzkettige Peptide, die aus in der Regel aus 8 bis 12 Aminosäuren bestehen. Viele der biologisch aktiven Tachykinine tragen die Aminosäuresequenz Phe-(Phe/Tyr/Ile/Val)-Gly-Leu-Met-NH₂oder eine verwandte Sequenz.

Neurokinine und Neurokinin-ähnliche Peptide des Menschen

Tachykinin	Gen	Präkursor	Aminosäuresequenz
Substanz P	TAC1	α-, β-, γ-Präprotachykinin A	Arg-Pro-Lys-Pro-Gln-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2
Neurokinin A	TAC1	β-, γ-Präprotachykinin A	His-Lys-Asp-Ser-Val-Phe-Gly-Leu-Met-NH2
Neuropeptid K	TAC1	β-Präprotachykinin A	Asp-Ala-Asp-Ser-Ser-Ile-Glu-Lys-Gln-Val-Ala-Leu-Leu-Lys-Ala-Leu-Tyr-Gly-His-Gly-Gln-Ile-Ser-His-Lys-Arg-His-Lys-Thr-Asp-Ser-Phe-Val-Gly-Leu-Met-NH2
Neuropeptid γ	TAC1	γ-Präprotachykinin A	Asp-Ala-Gly-His-Gly-Gln-Ile-Ser-His-Lys-Arg-His-Lys-Thr-Asp-Ser-Phe-Val-Gly-Leu-Met-NH2
Neurokinin B	TAC3	Präprotachykinin B	Asp-Met-His-Asp-Phe-Phe-Val-Gly-Leu-Met-NH2
Hemokinin 1	TAC4	Präprotachykinin C	Thr-Gly-Lys-Ala-Ser-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2
Endokinin A	TAC4	Präprotachykinin C	Asp-Gly-Gly-Glu-Glu-Gln-Thr-Leu-Ser-Thr-Glu-Ala-Glu-Thr-Trp-Val-Ile-Val-Ala-Leu-Glu-Glu-Gly-Ala-Gly-Pro-Ser-Ile-Gln-Leu-Gln-Leu-Gln-Glu-Val-Lys-Thr-Gly-Lys-Ala-Ser-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2
Endokinin B	TAC4	Präprotachykinin C	Asp-Gly-Gly-Glu-Glu-Gln-Thr-Leu-Ser-Thr-Glu-Ala-Glu-Thr-Trp-Glu-Gly-Ala-Gly-Pro-Ser-Ile-Gln-Leu-Gln-Leu-Gln-Glu-Val-Lys-Thr-Gly-Lys-Ala-Ser-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH2
Endokinin C	TAC4	Präprotachykinin C	Lys-Lys-Ala-Tyr-Gln-Leu-Glu-His-Thr-Phe-Gln-Gly-Leu-Leu-NH2
Endokinin D	TAC4	Präprotachykinin C	Val-Gly-Ala-Tyr-Gln-Leu-Glu-His-Thr-Phe-Gln-Gly-Leu-Leu-NH2

Biosynthese

Die derzeit bekannten menschlichen Tachykinine werden mittelbar durch drei verschiedeneGenecodiert. Diese alsTAC1,TAC3undTAC4bezeichneten Gene codieren die als Präprotachykinine bezeichneten Vorstufen der Tachykinine.TAC1codiert über ein alternativesSpleißenα-, β- und γ-Präprotachykinin A. Alle drei können durchenzymatischeSpaltung in Substanz P umgewandelt werden. β- und γ-Präprotachykinin A enthalten die Aminosäuresequenz von Neurokinin A. Weitere Spaltprodukte der Präprotachykinine des Typs A sindNeuropeptid KundNeuropeptid γ.Das durchTAC3codierte Präprotachykinin B ist die Vorstufe des Neurokinin B. Das menschliche Hemokinin 1 und die Endokinine sind Spaltprodukte des durchTAC4codierten Präprotachykinin C.

Funktion

Im menschlichen Körper spielen Tachykinine eine Rolle als Neurotransmitter und Gewebshormone. Dank unterschiedlicher Wirkmechanismen besitzen sie zum Teil sehr unterschiedliche Funktionen. Substanz P spielt eine zentrale Rolle als Neurotransmitter dem Schmerzempfinden und der Schmerzweiterleitung. Darüber hinaus ist Substanz P einEntzündungsmediator.Seine Ausschüttung wird mit Übelkeit und Erbrechen in Verbindung gebracht.

Ihre Wirkungen vermitteln Tachykinine auf molekularer Ebene über eine Stimulierung derTachykininrezeptorenNK₁,NK₂und NK₃.Die menschlichen Tachykinine Substanz P, Neurokinin A und Neurokinin B besitzen eine Selektivität für NK₁,NK₂bzw. NK₃.Nach Stimulierung dieserRezeptoren,die zur Familie derG-Protein-gekoppelten Rezeptorengehören, wird eineSignalweiterleitungskaskadegestartet, die eine Aktivierung vonG-Proteinenund derPhospholipase Ceinschließt.

Literatur

• Severini C, Improta G, Falconieri-Erspamer G, Salvadori S, Erspamer V:The tachykinin peptide family.In:Pharmacol Rev.54. Jahrgang,Nr.2,Juni 2002,S.285–322,PMID 12037144.