Zweiter Bote, Molekül in Zellen, das Signale von einem Rezeptor zu einem Ziel überträgt. Der Begriff Second Messenger wurde bei der Entdeckung dieser Substanzen geprägt, um sie von Hormonen und anderen Molekülen zu unterscheiden, die außerhalb der Zelle als „erste Botenstoffe“ bei der Übertragung biologischer Informationen fungieren. Viele zweite Botenstoffmoleküle sind klein und diffundieren daher schnell durch das Zytoplasma, so dass sich Informationen schnell in der Zelle bewegen können., Als Elemente von Signalwegen können zweite Boten dazu dienen, Informationen zu integrieren, wenn mehrere unabhängige Upstream-Eingänge die Syntheseraten und den Abbau des zweiten Boten beeinflussen. Darüber hinaus können zweite Boten mehrere nachgeschaltete Ziele haben, wodurch der Umfang der Signalübertragung erweitert wird.,
Encyclopædia Britannica, Inc.,
Es wurde eine große Anzahl von Molekülen des zweiten Boten charakterisiert, einschließlich zyklischer Nukleotide (z. B. zyklisches Adenosinmonophosphat oder cAMP und zyklisches Guanosinmonophosphat oder cGMP), Ionen (z.,, Ca2+), Phospholipid-abgeleitete Moleküle (z. B. Inosittriphosphat) und sogar ein Gas, Stickstoffmonoxid (NO). Das Calciumion Ca2+ spielt eine entscheidende Rolle bei den schnellen Reaktionen von Neuronen und Muskelzellen. Im Ruhezustand halten Zellen eine niedrige Konzentration von Ca2+ im Zytoplasma aufrecht und verbrauchen Energie, um diese Ionen aus der Zelle zu pumpen. Bei Aktivierung erhöhen Neuronen und Muskelzellen schnell ihre zytoplasmatische Ca2+ – Konzentration, indem sie Kanäle in der Zellmembran öffnen, die es Ca2+ – Ionen außerhalb der Zelle ermöglichen, schnell einzutreten.,
Das zyklische Nukleotid cAMP wird durch Adenylylcyclaseenzyme synthetisiert, die nachgeschaltet von heterotrimeren G-Proteinen (Guanin-Nukleotid-Bindungsproteinen) und Rezeptoren sind. Wenn beispielsweise Epinephrin an beta-adrenerge Rezeptoren in Zellmembranen bindet, stimuliert die G-Proteinaktivierung die cAMP-Synthese durch Adenylylcyclase. Das neu synthetisierte cAMP kann dann als zweiter Bote fungieren und das Adrenalinsignal schnell an die entsprechenden Moleküle in der Zelle weitergeben., Dieser stimulierende Signalweg führt zur Produktion von Effekten wie steigender Rate und Kontraktionskraft des Herzens, die für Adrenalin charakteristisch sind. Koffein verstärkt auch die Wirkung von cAMP, indem es das Enzym Phosphodiesterase hemmt, das cAMP abbaut; Die Verbesserung der cAMP-Aktivität trägt zur allgemeinen stimulierenden Wirkung von Koffein bei. Als Gas unterscheidet sich Stickoxid (NO) unter den Botenstoffen dadurch, dass es über Zellmembranen diffundieren kann, wodurch Signalinformationen in benachbarte Zellen gelangen können.