Wachstumsfaktor

Als Wachstumsfaktoren werden Polypeptide bezeichnet, die als Signale von einer Zelle auf eine zweite übertragen werden und damit Informationen weiterleiten. Sie regeln auch verschiedenste intrazelluläre Prozesse i.S. von "Signal-Proteinen" und spielen insbesondere eine Rolle bei der Entwicklung von mehrzelligen Organismen. Die Signalübermittlung erfolgt in der Regel über eine Bindung des Wachstumsfaktors an einen spezifischen Rezeptor in der Zellmembran.

In der Mikrobiologie bezeichnen Wachstumsfaktoren oder Suppline bestimmte zum Grundbestand der Zelle gehörende und daher essentielle Substanzen, welche von einzelnen Organismen nicht aus einfachen Bausteinen synthetisiert werden können. Mikroorganismen müssen sie erst aufnehmen, um wachsen zu können. Insgesamt handelt es sich bei Supplinen um Aminosäuren, Purine, Pyrimidine, organische Säuren, Kohlenhydrate, sowie Vitamine. Für prototrophe Bakterien sind dies lediglich anorganische Salze und eine Energiequelle wie Glukose. Auxotrophe Mikroorganismen benötigen zusätzlich auch noch organische Verbindungen.

Suppline unterscheiden sich von ihrer Funktion und Konzentration her deutlich von Nährstoffen, sie entsprechen am ehesten den Vitaminen bei der tierischen und menschlichen Ernährung. Häufig dienen in mikrobiellen Mischbiozönosen die End- oder Zwischenprodukte des Stoffwechsels der einen Art einer anderen als Suppline, wodurch sich auch ein Regelmechanismus ergibt.^[1] Häufig können dieselben Suppline, welche für eine Art einen Wachstumsfaktor darstellen, für eine andere Art jedoch eine deutlich hemmende Wirkung haben. Außerdem kann ein bestimmtes Supplin je nach Konzentration auf die gleiche Art sowohl hemmend als auch fördernd wirken.

Familien von Wachstumsfaktoren

Es gibt sechs große Familien von Wachstumsfaktoren:

• FGF-Familie (Fibroblast Growth Factor)
• TGF-Familie (Transforming growth factor)
• Hedgehog
• Wingless
• Delta und Serrate
• Ephrine

Wachstumsfaktoren werden entweder sezerniert, also von Zellen in die Umgebung abgegeben, oder sie sind membranständig. Sie wirken, indem sie von einem Rezeptor auf der Oberfläche der Zielzelle erkannt werden. Nur Zellen, die den spezifischen Rezeptor für den jeweiligen Wachstumsfaktor (den Ligand) tragen, können auf das Signal reagieren. Dieser Rezeptor erzeugt bei Bindung an seinen Liganden durch Konformationsänderung im Inneren der Zelle ein Signal, das über weitere Signalübertragungen zu Aktivierung oder Abschaltung von Genen führt. Ein typisches Beispiel für die Wirkungsweise von Wachstumsfaktoren ist die Angiogenese.

Wachstumsfaktoren mit unterschiedlichen Signalinduktionen

Eine Vielzahl von Wachstumsfaktoren mit unterschiedlichen Signalinduktionen sind heute bekannt. Beispiele sind:

• Fibroblast growth factor (FGF)
• Transforming growth factor (TGF)
• Platelet Derived Growth Factor (PDGF)
• Epidermaler Wachstumsfaktor (Epidermal Growth Factor, EGF)
• Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor (GMCSF)
• Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)
• Insulinähnliche Wachstumsfaktoren (Insulin-like Growth Factors, IGF)
• Hepatocyte Growth Factor (HGF)
• Interleukin-1B, -8 (IL-1B, IL-8)
• Nervenwachstumsfaktor (Nerve Growth Factor, NGF)
• Hämatopoetische Wachstumsfaktoren: Erythropoietin und koloniestimulierende Faktoren wie G-CSF

Hämatopoetische Wachstumsfaktoren

Hämatopoetische Wachstumsfaktoren wie Erythropoetin oder der Granulozyten-koloniestimulierende Faktor (G-CSF) sind Glykoprotein-Hormone, die die Proliferation und Differenzierung der hämatopoetischen Vorläuferzellen und die Funktion der reifen Blutzellen regulieren.^[2]

Einzelnachweise

1. ↑ Schlegel: Allgemeine Mikrobiologie, 5. Auflage l98l, Thieme-Verlag Stuttgart, S. l69
2. ↑ Quellenangabe: Hoffbrand A.V. Grundkurs Hämatologie, Blackwell Verlag, 2. Auflage 2003