14.2: Рецептори та ліганди

Last updated
Save as PDF

Page ID: 3794

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Білок, який трапляється зв'язувати щось, не обов'язково є рецептором. Рецептор визначається як білок, який зв'язується з позаклітинним лігандом, а потім зазнає конформаційний або біохімічний зсув таким чином, що він ініціює ланцюжок внутрішньоклітинних подій, за допомогою яких клітина реагує на позаклітинний сигнал. Що це за ліганди і їх рецептори?

Міжклітинні сигнали охоплюють дуже широкий діапазон типів молекул. Деякі з них є простими газами, як NO, а інші - амінокислоти або похідні, включаючи глутамат, дофамін або адреналін. Ліпіди, такі як стероїди (наприклад, естроген, кортизол) або ейкозаноїди (наприклад, простагландини, лейкотрієни) можуть бути міжклітинними посланцями. Нарешті, багато сигналів - це пептиди або навіть складні білки (нагадаємо наш приклад juxtacrine сигналізації). Хоча більшість розпізнаються рецепторами поверхні клітин, це не завжди так, оскільки, наприклад, стероїди є ліпідно-розчинними і можуть дифузно через плазматичну мембрану.

Рецептори - це набагато менш різноманітна група молекул, оскільки всі вони є білками, хоча треба сказати, що вони представляють безліч різних білкових структур і функцій. Взагалі рецептори дуже специфічні c для своїх лігандів, але специфічність не взаємна: ліганди можуть бути досить розпусними і зв'язуватися з множинними рецепторами. Це частина координаційного аспекту сигналізації, хоча як один ліганд може ініціювати різні ефекти в різних клітині залежно від того, який рецептор виражений. Решта цієї глави буде заглиблюватися в деякі внутрішньоклітинні сигнальні каскади, які характерні для конкретних типів рецепторів.

Оскільки рецептори, навіть при високій щільності, представляють лише хвилинну частку поверхні клітини, а отже, ще меншу частку об'єму клітини, активація рецептора повинна бути посилена, щоб він ініціював клітинну діяльність (наприклад, локомоція, ріст, клітинний цикл прогресування). Таким чином, одна з перших речей, які рецептор робить при активації, - це ініціювати сигнальний каскад. Ця влучно названа послідовність подій починається з рецептора, що активує фермент. Фермент може бути цитоплазматичним доменом самого рецептора, або це може бути незалежний білок, але тісно пов'язаний з рецептором. Фермент робить те, що роблять ферменти: він швидко перетворює молекули субстрату в молекули продукту. При цьому іноді продукт є активатором іншого ферменту, а іноді, субстратом виступає неактивний фермент і продукт - активований фермент. Так чи інакше, через високі показники активності, одноразова активація рецептора збільшилася спочатку до десятків або сотень активацій ферментів, і кожна з них активує сотні, і так далі, так що ефект рецептора може швидко розподілятися по всій клітині.