Мембранні рецептори

Мембранні рецептори реєструють наявність ліганда (пептидного гормону, похідних амінокислот, нейромедіаторів, цитокінів) і передають сигнал внутрішньоклітинним хімічних сполук, опосредующим кінцевий ефект, – другим посередникам (G-білки, циклічні нуклеотиди, іони Ca2 +, ІТФ та ін.).

Мембранні рецептори підрозділяються на каталітичні, пов’язані з іонними каналами, які є іонними каналами, які оперують через G-білок і звільняють фактори транскрипції.

• Каталітичні рецептори – трансмембранні білки, зовнішня частина яких містить зв’язує ліганд ділянку, а цитоплазматическая частина або сама функціонує як активний центр ферменту, або тісно пов’язана з молекулою ферменту. Відомі п’ять типів каталітичних рецепторів. Ф Рецепторні гуанілатциклази каталізують освіту цГМФ з ГТФ. До таких мембранним рецепторним белкамферментам відносяться два рецептора передсердного натрійуретичного фактора. Ф Рецепторні серин / треонінових кінази фосфорилируют залишки серину і / або треоніну як самого рецептора (автофосфорілірованіе), так і внутрішньоклітинних білків. До цих рецепторів відносяться рецептори контролюючих ріст і диференціювання клітин цитокінів – трансформують факторів зростання β, мюллерова ингибирующего фактора, ингибин, майже десятка так званих морфогенетичних білків кістки. Ф Рецепторні тирозинкінази фосфорилируют залишки тирозину як самого білка-рецептора (автофосфорілірованіе), так і різних внутрішньоклітинних білків. До цієї групи рецепторів відносяться рецептор інсуліну і рецептори багатьох факторів росту (фібробластів, нервів, інсуліноподібного I).

Ф Рецептори, пов’язані з тирозинкінази, взаємодіють з цитоплазматичними тирозинкінази, багато з яких є протоонкогенів. До цієї численної групи рецепторів відносяться рецептори інтерферонів (α, β, γ), інтерлейкінів (ІЛ-2, ІЛ-3, ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6), колонієстимулюючого фактора гранулоцитів і макрофагів (GM-CSF), еритропоетину. Ф Рецепторні тірозінфосфатази звільняють (дефосфорилюється) фосфатні угруповання з фосфорильованих тірозілов внутрішньоклітинних білків. До таких рецепторів відноситься загальний Аг лімфоцитів CD45 (від англ. Cluster of differentiation – кластер диференціювання, диференціювальний Аг), виявлений у більшості гемопоетичних клітин. Різні сигнали за допомогою CD45 запускають диференціювання таких клітин (зокрема, лімфоцитів).

• Рецептори, пов’язані з іонними каналами, впливають на проникність іонних каналів через другі посередники. До них відносяться адренорецептори, мускаринові холінорецептори, рецептори серотоніну, дофаміну. Рецептори цього типу – метаботропние рецептори, вони активуються в клітці-мішені в результаті різних метаболічних процесів, що відбуваються після утворення комплексу «ліганд-рецептор».

• Керовані лигандами іонні канали – інтегральні мембранні білки – поєднують властивості рецептора і іонного каналу і вбудовані в постсинаптичну мембрану нервових клітин, а також в постсинаптичну мембрану нервово синапсу між розгалуженнями аксонів мотонейронів і скелетними м’язовими волокнами. Іншими словами, деякі рецептори нейромедіаторів (наприклад, нікотинові холінорецептори, рецептори гліцину, серотоніну, ГАМК та глутамінової кислоти) самі по собі є іонними каналами – це іонотропние рецептори (зв’язування ліганда з рецептором регулює трансмембранну проникність за рахунок іонного каналу у складі рецептора). До цієї ж групи належать рецептори ІТФ і ріанодінового рецептори (див. Рис. 7-5), вбудовані в мембрани ендоплазматичної мережі і фактично є Са2 + -каналами.

• Рецептори, пов’язані з G-білком, – поліпептидні ланцюжки, розташовані в плазматичній мембрані клітини-мішені таким чином, що поліпептид пронизує мембрану сім разів, утворюючи при цьому по три знаходяться назовні і досередини від мембрани петлі. Позаклітинний N-кінець полипептида містить зв’язує ліганд ділянку, внутрішньоклітинний

C-кінець розташований в цитозолі, а одна з звернених всередину клітини петель пов’язує G-білок.

Ф Ліганди пов’язаних з G-білком мембранних рецепторів – ангіотензин II, АТФ, ацетилхолін (мускаринові рецептори), нейромедін B, гастрин-РГ, брадикінін, вазопрес- сін, глюкагон, речовина Р, гістамін, глутамат, люліберін, нейропептид Y, норадреналін, ПТГ, серотонін, ТТГ, фактор активації тромбоцитів, холецистокінін, ендотелін, метіонін-енкефалінів та ін.

Ф G-білок – тример, тобто він складається з трьох субодиниць (РЄ) – α, β і γ (рис. 4-8). У спокої (рецептор не пов’язаний з лігандом) РЄ G-білка об’єднані і не контактують з цито- плазматичної петлею рецептора, при цьому α-РЄ пов’язана з гуанозіндіфосфатом. При активації G-білка внаслідок взаємодії G-білка з комплексом «ліганд-рецептор» гуанозіндіфосфат відділяється від α-РЄ, а місце ГДФ займає ГТФ. В результаті G-білок активується і дисоціює. При цьому α-РЄ з ГТФ переміщається і зв’язується з ефекторів (активуються з’єднання і структури). Потім α-РЄ каталізує перехід ГТФ в ГДФ, інактивується і знову об’єднується з іншими РЄ G-білка.

Ф Функціональні форми α-РЄ G-білка Gα). У функціональному відношенні розрізняють Gαs – активатор аденілатциклази, – інгібітор аденілатциклази, Gαp – активатор фосфоліпази C, Gαt – активатор цГМФ-фосфодіестерази (трансдуцін) і інші варіанти.

Ф Ефектори – активуються з’єднання і структури. Незалежно, антагоністично або сінергестіческі Go; і комплекс активують фосфоліпази А2 і G1-3, активують або пригнічують аденилатциклазу, активують фосфодіестеразу цГМФ, відкривають Са2 + – і К + -канали, закривають Na + -канали, збільшують або зменшують внутрішньоклітинний вміст цАМФ і цГМФ, збільшують концентрацію внутрішньоклітинного Са2 +, ІТФ і діацілгліцерола , прискорюють звільнення арахідонової кислоти. Деякі G-білки регулюють роботу іонних каналів не тільки опосередковано (за допомогою цАМФ-активуються протеинкиназ), але і прямо взаємодіють з іонними каналами (так, при активації β-блокаторами Gαs зв’язується з Ca2 + – каналами типу L в міокарді і скелетних м’язах).

• Рецептори, що звільняють фактори транскрипції, – трансмембранні білки, вбудовані в плазмолемму і в мембрани ЕПР. Після активації цього типу рецепторів протеолітичніферменти отщепляют від рецепторів звернений в цитозоль фрагмент, що надходить в ядро ​​клітини і специфічний зв’язується з промоторних послідовностями ДНК, що запускає транскрипцію відповідного гена. Ці рецептори і звільняються ними фактори транскрипції регулюють процеси диференціювання (спеціалізації) клітин, внутрішньоклітинний вміст холестеролу, а також метаболізм амілоїду.

До теперішнього часу описані сотні трансмембранних білків-рецепторів для хімічних посередників. Ці білки не при- ляють статичними компонентами, їх кількість і чутливість до лигандам збільшується або зменшується залежно від тривалості відповіді, а властивості рецепторів змінюються разом зі змінами фізіологічних умов (низхідна і висхідна регуляція, десенсітізація).

• Позитивна регуляція. Недолік хімічного посередника призводить до збільшення кількості активних рецепторів.

• Негативна регуляція спостерігається при надмірній кількості гормону або нейромедіатора, при цьому кількість діючих рецепторів або їх чутливість до лигандам зменшується.

• Десенситизация рецепторів – варіант негативної регуляції – процес, що викликає значне зменшення чутливості рецепторів до їх лигандам. Класичний приклад такої десенситизации – β-адренергічні рецептори.

Посилання на основну публікацію