## Vorlesungsskripte Zoophysiologie

### Signalverarbeitung in Photorezeptoren
7. Die Rolle von Calcium bei der Erholung des Photorezeptors

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Der cGMP-Zyklus | Der Calcium-Zyklus
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Die cGMP Konzentration im Außensegment wird durch die Balance aus Synthese und Hydrolyse bestimmt. Die cGMP-Synthese durch das Enzym Guanylylzyklase (GC) wird durch das regulatorische Protein GCAP (guanylyl cyclase activating protein) kontrolliert. GCAP aktiviert GC aber nur bei niedrigen Ca2+-Konzentrationen. Letzlich unterliegt die Synthese von cGMP also der Ca2+-Konzentration im Außensegment. Abgebaut wird cGMP durch Phosphodiesterase (PDE), die bei Belichtung durch Rhodopsin und Transducin aktiviert wird. | Die Ca2+-Konzentration im Außensegment hängt vor allem von der Aktivität der cGMP-gesteuerten Kanäle, also von der cGMP-Konzentration, ab. Im Dunkeln sind die Kanäle aktiv und leiten Ca2+ in die Zelle. Dadurch wird eine relativ hohe Ca2+-Konzentration (ca 400 nM) aufrechterhalten, die ausreicht, um GCAP zu hemmen. Das verhindert einen übermäßigen Anstieg der cGMP-Konzentration. Wenn bei Belichtung die Kanäle schließen, fällt die Ca2+-Konzentration auf ca. 50 nM. Der Grund dafür ist die andauernde Aktivität des Austauschers, eines Proteins, das einen Einstrom von Na+ an den Export von Ca2+ und K+ koppelt. Bei niedriger Ca2+-Konzentration kann GCAP die GC aktivieren, und die cGMP-Synthese wird wieder verstärkt.

Die Konzentrationen von cGMP und Ca2+ im Außensegment sind also eng veknüpft. Die gegenseitige Kontrolle dieser beiden Signalstoffe ist eine wichtige Vorausssetzung für die stabile und reproduzierbare Funktion der hochempfindlichen Sinneszellen. Aus: Müller, F. und Kaupp, U.N. (1998)

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