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2025-05-07T04:15:59Z

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Die '''knochenmorphogenetischen Proteine''' ({{enS|'''bone morphogenetic proteins'''}}, BMPs) sind eine Gruppe einander ähnlicher [[Signalproteine]], die von Tierzellen ausgeschüttet werden, um benachbarte Zellen zu beeinflussen, so genannte [[Zytokine]]. Die BMPs sind ein Bestandteil des [[Transforming Growth Factor beta|TGF-β]]-[[Signalweg]]s, eines der grundlegenden Signalsysteme für die Kommunikation zwischen Zellen. Die BMPs werden auch als parakrine Signalmoleküle bezeichnet.

Die BMPs und der zugehörige TGF-β-Signalweg finden sich in solch unterschiedlichen Organismen wie dem Menschen, der [[Drosophila melanogaster|Taufliege]] (Drosophila), dem [[Danio rerio|Zebrafisch]] oder der Nematode [[Caenorhabditis elegans]] sowie vielen anderen bislang untersuchten Vielzellern in vergleichbarer Form. Nur der Name variiert und heißt in Drosophila '''Decapentaplegic''' (Dpp). Der TGF-β-Signalweg spielt bei all diesen Lebewesen eine wichtige Rolle in vielen Phasen der Entwicklung. So steuert dieser Signalweg z. B. in der frühen Entwicklung des Taufliegen-Embryos die Einteilung des Körpers in die Bauch- und Rückenhälfte.

Die Gene, die beim Menschen für BMPs codieren, sind: {{HGNC||BMP1}} ([[Knochenmorphogenetisches Protein 1]]), {{HGNC||BMP2}}, {{HGNC||BMP3}}, {{HGNC||BMP4}}, {{HGNC||BMP5}}, {{HGNC||BMP6}}, {{HGNC||BMP7}}, {{HGNC||BMP8A}}, {{HGNC||BMP8B}}, {{HGNC||BMP10}}, {{HGNC||BMP15}}, {{HGNC||GDF10}}

== Funktionsweise ==

Die BMPs werden von der signalgebenden Zelle ausgeschüttet und diffundieren zu benachbarten Zellen. Dort binden sie an [[Rezeptor (Biochemie)|Membranrezeptoren]], welche dieses Signal durch die [[Zellmembran]] hindurch ins Zellinnere weiterleiten. In einer [[Signalkaskade]] im Zellinneren wird diese Nachricht schließlich von weiteren [[Protein]]en in den Zellkern übermittelt. Dieses Signal kann dann (abhängig vom Entwicklungskontext) im Zellkern zu einer Veränderung der [[Genregulation|Genaktivität]] führen – was letztendlich dazu führt, dass die Empfängerzelle ihre Proteinzusammensetzung und damit ihre Eigenschaften verändert.

Der Typ des BMP, die Stärke und Dauer des Signals sowie der Zustand der Empfängerzelle beim Empfang des Signals entscheiden über die Reaktion der Empfängerzelle auf das Signal. Dies erschwert eine vereinfachende Beschreibung der Funktion der BMPs. Das TGF-β-Signalsystem wird immer wieder im Laufe der Entwicklung eines Lebewesens zur Kommunikation zwischen Zellverbänden eingesetzt, um Entwicklungsereignisse in vielfältiger Weise zu steuern und zu regulieren. Namensgebend für die BMPs war hierbei ihre Fähigkeit, als [[Wachstumsfaktor (Protein)|Wachstumsfaktoren]] die Knochenbildung bei [[Vertebraten]] anzuregen, die jedoch nicht ihre einzige Funktion darstellt. So besitzt das Knochenmorphogenetische Protein [[BMP2]] neben der Fähigkeit die Knochenbildung anzuregen auch die Eigenschaft [[Stammzellen]] chondrogen, d. h. in [[Knorpelgewebe]], zu differenzieren. Bei Stammzellen aus der [[Synovialmembran]] reagiert der Wachstumsfaktor BMP2 mit dem Wachstumsfaktor [[TGF-β]] auf synergistische Weise. Dabei reagiert BMP2 und TGF-β, beides [[Wachstumsfaktoren]] der TGF-β-Familie, unterschiedlich auf die Anwesenheit des Glukokortikoids [[Dexamethason]].<ref>N. J. Kovermann, V. Basoli, E. Della Bella, M. Alini, C. Lischer, H. Schmal, E. J. Kubosch, M. J. Stoddart: ''BMP2 and TGF-β Cooperate Differently during Synovial-Derived Stem-Cell Chondrogenesis in a Dexamethasone-Dependent Manner.'' In: ''Cells.'' Band 8, Nummer 6, 2019, S. 636, {{DOI|10.3390/cells8060636}}, PMID 31242641, {{PMC|6628125}}.</ref>

Die ausgeschütteten BMPs können durch andere Proteine wie z. B. Chordin und Noggin aus [[Spemanns Organisator]] abgefangen und auf molekularer Ebene inaktiviert werden,<ref>D. Kanten, K. Ruckpaul (Hrsg.): ''Molekularmedizinische Grundlagen von fetalen und neonatalen Erkrankungen.'' Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 2005, ISBN 3-540-20138-6, S. 348.</ref> wodurch eine Dämpfung oder Abschaltung des Signals erreicht wird. Chordin u. a. hemmen die Einflüsse von BMP4 am [[Blastoporus]], wodurch ein Einfluss-Gradient entsteht, der zur [[Gastrulation]] führt.

BMPs beeinflussen nicht nur die Knochenbildung. Am Frosch und auch beim Menschen führen sie über die [[Apoptose]] (den programmierten Zelltod) zur Rückbildung der Schwimmhäute und damit zur Ausbildung der Finger.

== Siehe auch ==
* [[Knochenmorphogenetisches Protein 1]]

== Weiterführende Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=D. Chen, M. Zhao, G. R. Mundy
|Titel=Bone morphogenetic proteins
|Sammelwerk=Growth Factors
|Band=22
|Nummer=4
|Datum=2004-12
|Seiten=233–241
|DOI=10.1080/08977190412331279890
|PMID=15621726}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Bone morphogenetic proteins}}
* Huminiecki / Moustakas / reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-201451 Signaling by BMP]'' – {{DOI|10.3180/REACT_12034.1}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Wachstumsfaktor| Knochenmorphogenetische Proteine]]
[[Kategorie:Proteingruppe]]

Knochenmorphogenetische Proteine - Versionsgeschichte

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