Ein Mustererkennungsrezeptor (PRR), auch primitiver Mustererkennungsrezeptor oder Pathogenerkennungsrezeptor genannt, ist ein Proteintyp, der mit dem angeborenen Immunsystem interagiert. Der Zweck von Mustererkennungsrezeptoren besteht darin, die molekularen Muster von Krankheitserregern und Antigenen zu identifizieren. Diese Muster sind für fremde Mikroorganismen einzigartig, die nicht mit den Zellen im Körper verwandt sind. Sie können auch Muster erkennen, die durch schadensassoziierte Moleküle verursacht werden, wie beispielsweise die Muster von verletzten Zellen.
Das angeborene Immunsystem funktioniert anders als das adaptive Immunsystem. Adaptive Immunantworten werden nicht sofort ausgelöst und können Tage dauern, um den Körper vor neu entdeckten Antigenen zu schützen. Angeborene Immunantworten treten auf, wenn eine Antigeninvasion nachgewiesen wurde. Dieser Teil des Immunsystems erkennt nicht jedes einzelne eindringende Antigen. Stattdessen werden Muster spezifischer Pathogene und Antigene von einem Mustererkennungsrezeptor nachgewiesen.
Moleküle in Zellen haben molekulare Muster, die für bestimmte Gruppen einzigartig sind. Gram-positive Bakterien enthalten beispielsweise Lipo- und Peptidoglycansäuren innerhalb der Zellwand, und gram-negative Bakterien enthalten Lipopolysaccharid (LPS) innerhalb der Zellwand. Beide Bakterienarten können durch einen Mustererkennungsrezeptor nachgewiesen werden. Diese Rezeptoren erkennen die Muster und lösen das angeborene Immunsystem aus. Es gibt zwei Arten von Mustererkennungsrezeptoren: Endozytäre und Signalrezeptoren.
Ein endozytischer Mustererkennungsrezeptor ist der erste der beiden Rezeptortypen. Endozytische PRRs befinden sich auf Phagozytenoberflächen. Phagozyten sind Zellen wie weiße Blutkörperchen, die daran arbeiten, unerwünschte Substanzen zu entfernen. Die an diese Zellen gebundenen PRRs lösen die Bindung von Fresszellen und Mikroorganismen aus. Sobald die Krankheitserreger oder Antigene an die Fresszellen gebunden sind, beginnt die Zerstörung und Entfernung.
Innerhalb der Gruppe der endozytären PRR gibt es Untergruppen. Ein Mannose-Mustererkennungsrezeptor bindet an Mannose-reiche Mikroorganismen. Scavenger-PRRs zielen auf Zellwände von Bakterien ab. Opsonin-PRRs binden Phagozyten an Mikroben. N-Formyl-Rezeptoren werden von den Bakterien ausgelöst, die das N-Formyl-Methionin-Protein produzieren.
Ein Signalmustererkennungsrezeptor, der zweite Rezeptortyp, bindet mikrobielle Moleküle und Rezeptoren zusammen. Diese Rezeptoren erkennen Krankheitserreger oder Antigene basierend auf Mustern molekularer Aktivität. Diese Bindung löst die Produktion von Zytokinen aus. Im Immunsystem können Zytokine sowohl das angeborene als auch das adaptive Immunsystem auslösen.
Signalgebende PRRs werden in Untergruppen unterteilt, je nachdem, wo sich die Zellrezeptoren in einer Zelle befinden. Ein Signalmuster-Erkennungsrezeptor kann sich auf der Oberfläche von Immunzellen oder in Zellmembranen befinden. Diese Rezeptoren können auch im Zytoplasma lokalisiert sein oder in Gewebeflüssigkeiten und Plasma sezerniert werden.