Second Messenger

Second messenger ist ein englischer Fachterminus der Biologie und Medizin, den man mit sekundärer Botenstoff ins Deutsche übersetzen kann. Auch sekundärer Messenger oder Sekundärsignal sind in der Fachliteratur anzutreffende, synonyme Begriffe. Ein second messenger ist eine intrazelluläre chemische Substanz, deren Konzentration als Antwort auf ein Primärsignal (first messenger = Ligand) verändert wird.

Der second messenger dient der intrazellulären Weiterleitung eines von außen (extrazellulär) kommenden primären Signals, das die Zellmembran nicht passieren kann. Das Primärsignal überträgt Signale zwischen Zellen; der second messenger dient der Signalübertragung innerhalb der Zelle, ist also intrazellulär. Dabei steht der second messenger oft nur am Anfang einer oder mehrerer längerer, intrazellulärer Signalketten, die auch der Signalverstärkung dienen und schließlich zu einer Zellantwort auf das Primärsignal führen. Second messenger wurden zunächst für die Signalweiterleitung hydrophiler Hormone, wie z. B. Insulin, Glucagon und Adrenalin, oder Neurotransmitter, wie z. B. Glutamat, beschrieben.

Abb. 1: **Second-Messenger-Systeme:** Second messenger (grün eingerahmte Verbindungen), ihre Entstehung aus ATP bzw. Phosphatidylinositol-bisphosphat (beide vereinfacht dargestellt) und einige Zielenzyme. Auch Ca⁺⁺ wird häufig als second messenger klassifiziert, steht aber in der Hierarchie eine Stufe darunter (d. h. wird erst durch IP₃-Wirkung ausgeschüttet) – ARA = Arachidonsäure; DAG = 1,2-Diacylglycerine

Die Abbildung 1 behandelt exemplarisch die beiden am häufigsten vorkommenden und am längsten bekannten second messenger-Systeme (cAMP und IP₃). Weitere Vertreter der Klasse sind cyclisches GMP (cGMP, ein cAMP-analoges Nukleotid), aber auch Gase wie Stickstoffmonoxid und (möglicherweise) Kohlenstoffmonoxid.