Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Клітинний рецептор



План:


Введення

Клітинний рецептор - молекула (звичайно білок) на поверхні клітини, клітинних органел чи розчинена в цитоплазмі, специфічно реагує зміною своєї просторової конфігурації на приєднання до неї молекули певної хімічної речовини, що передає зовнішній регуляторний сигнал і, в свою чергу, передає цей сигнал всередину клітини або клітинної органели, нерідко за допомогою так званих вторинних посередників або трансмембранних іонних струмів.

Речовина, специфічно з'єднуються з рецептором, називається лігандом цього рецептора. Усередині організму це зазвичай гормон або нейромедіатор або їх штучні замінники, які застосовуються як лікарських засобів і отрут (агоністи). Деякі ліганди, навпаки, блокують рецептори (антагоністи). Коли мова йде про органи почуттів, лігандами є речовини, що впливають на рецептори нюху або смаку. Крім того зорові рецептори реагують на світло, а в органах слуху і дотику рецептори чутливі до механічного тиску, що викликається коливаннями повітря та іншими впливами.


1. Класи рецепторів

Клітинні рецептори можна розділити на два основні класи - мембранні рецептори і внутрішньоклітинні рецептори.

1.1. Мембранні рецептори

Дуже часто у білків є гідрофобні ділянки, які взаємодіють з ліпідами, і гідрофільні ділянки, які знаходяться на поверхні мембрани клітини, стикаючись з водним вмістом клітини. Більшість мембранних рецепторів - саме такі трансмембранні білки.

Багато з мембранних білків-рецепторів пов'язані з вуглеводними ланцюгами, тобто є глікопротеїди. На їх вільних поверхнях знаходяться олігосахаридних ланцюга (глікозільние групи), схожі на антени. Такі ланцюжки, що складаються з декількох моносахаридний залишків, мають найрізноманітніші форми, що пояснюється різноманітністю зв'язків між моносахаридний залишками та існуванням α-і β- ізомерів.

Функція "антен" - це розпізнавання зовнішніх сигналів. Розпізнають ділянки двох сусідніх клітин можуть забезпечувати зчеплення клітин, зв'язуючись один з одним. Завдяки цьому клітини орієнтуються і створюють тканини в процесі диференціювання. Розпізнають ділянки присутні і в деяких молекулах, які знаходяться в розчині, завдяки чому вони вибірково поглинаються клітинами, що мають комплементарні розпізнають ділянки (так, наприклад, поглинаються ЛПНЩ за допомогою рецепторів ЛПНЩ).

Два основні класи мембранних рецепторів - це метаботропние рецептори і іонотропнимі рецептори.

Іонотропнимі рецептори є мембранні канали, що відкриваються або закриваються при зв'язуванні з лігандом. Виникаючі при цьому іонні струми викликають зміни трансмембранного різниці потенціалів і, внаслідок цього, збудливості клітини, а також змінюють внутрішньоклітинні концентрації іонів, що може вдруге пріводіт' до активації систем внутрішньоклітинних посередників. Одним з найбільш повно вивчених іонотропних рецепторів є н-холінорецептор.

Структура G-білка, що складається з трьох типів одиниць (гетеротрімерного) - αt / αi (блакитні), β (червона) і γ (зелена)

Метаботропние рецептори пов'язані з системами внутрішньоклітинних посередників. Зміни їх конформації при зв'язуванні з лігандом призводить до запуску каскаду біохімічних реакцій, і, в кінцевому рахунку, зміни функціонального стану клітини. Основні типи мембранних рецепторів:

  1. Рецептори, пов'язані з гетеротрімернимі G-білками (наприклад, рецептор вазопресину).
  2. Рецептори, що володіють внутрішньої тірозінкіназной активністю (наприклад, рецептор інсуліну або рецептор епідермального фактора росту).

Рецептори, пов'язані з G-білками, є трансмембранні білки, що має 7 трансмембранних доменів, позаклітинний N-кінець і внутрішньоклітинний C-кінець. Сайт зв'язування з лігандом знаходиться на позаклітинних петлях, домен зв'язування з G-білком - поблизу C-кінця в цитоплазмі.

Активація рецептора призводить до того, що його α-субодиниця дисоціює від βγ-суб'едінічной комплексу і таким чином активується. Після цього вона або активує, або навпаки інактивує фермент, який продукує вторинні посередники.

Рецептори з тірозінкіназной активністю фосфорилируют наступні внутрішньоклітинні білки, часто теж є протєїнкиназамі, і таким чином передають сигнал всередину клітини. За структурою це - трансмембранні білки з одним мембранним доменом. Як правило, гомодімери, субодиниці яких пов'язані дисульфідними містками.


1.2. Внутрішньоклітинні рецептори

Внутрішньоклітинні рецептори - як правило, фактори транскрипції (наприклад, рецептори глюкокортикоїдів) або білки, які взаємодіють з факторами транскрипції. Більшість внутрішньоклітинних рецепторів зв'язуються з лігандами в цитоплазмі, переходять в активний стан, транспортуються разом з лігандом в ядро ​​клітини, там зв'язуються з ДНК і або індукують, або пригнічують експресію деякого гена чи групи генів.
Особливим механізмом дії має оксид азоту (NO). Проникаючи через мембрану, цей гормон зв'язується з розчинної (цитозольної) гуанілатциклази, яка одночасно є і рецептором оксиду азоту, і ферментом, який синтезує вторинний посередник - цГМФ.


2. Основні системи внутрішньоклітинної передачі гормонального сигналу

2.1. Аденілатціклазной система

Центральною частиною аденілатціклазной системи є фермент аденилатциклаза, який каталізує перетворення АТФ в цАМФ. Цей фермент може або стимулюватися G s-білком (від англійського stimulating), або придушуватися G i-білком (від англійського inhibiting). цАМФ після цього зв'язується з цАМФ-залежної протеїнкінази, званої так само протеїнкіназа А, PKA. Це призводить до її активації і подальшого фосфорилювання білків-ефекторів, що виконують якусь фізіологічну роль у клітині.


2.2. Фосфоліпазну-кальцієва система

G q-білки активують фермент фосфоліпазу С, яка розщеплює PIP2 (мембранний фосфоінозітол) на дві молекули: інозитол-3-фосфат (IP3) і діацілгліцерід. Кожна з цих молекул є вторинним посередником. IP3 далі пов'язується зі своїми рецепторами на мембрані ендоплазматичного ретикулума, що призводить до звільнення кальцію в цитоплазму і запуску багатьох клітинних реакцій.

2.3. Гуанілатціклазная система

Центральної молекулою даної системи є гуанілатциклазу, яка каталізує перетворення ГТФ в цГМФ. цГМФ модулює активність ряду ферментів і іонних каналів. Існує кілька ізоформ гуанілатциклази. Одна з них активується оксидом азоту NO, інша безпосередньо пов'язана з рецептором передсердного натріуретіческого фактора.

цГМФ контролює обмін води і іонний транспорт в нирках і кишечнику, а в серцевому м'язі служить сигналом релаксації.


3. Фармакологія рецепторів

Як правило, рецептори здатні зв'язуватися не лише з основними ендогенними лігандами, але і з іншими структурно подібними молекулами. Цей факт дозволяє використовувати екзогенні речовини, що зв'язуються з рецепторами і змінюють їх стан, в якості ліків або отрут.

Так, наприклад, рецептори до ендорфінів - нейропептидів, що грає важливу роль у модуляції болю та емоційного стану, зв'язуються так само з наркотиками групи морфіну. Рецептор може мати, крім основної ділянки, або "сайту" зв'язування зі специфічним для цього рецептора гормоном або медіатором, також додаткові аллостерічеськіє регуляторні ділянки, з якими зв'язуються інші хімічні речовини, модулирующие (змінюють) реакцію рецептора на основний гормональний сигнал - підсилюють або ослабляють її , або замінюють собою основний сигнал. Класичним прикладом такого рецептора з кількома ділянками зв'язування для різних речовин є рецептор гамма-аміномасляної кислоти підтипу А ( ГАМК). Він має крім сайту зв'язування для самої ГАМК, також сайт зв'язування з бензодіазепінами ("бензодіазепінових сайт"), сайт зв'язування з барбітуратами ("барбітуратний сайт"), сайт зв'язування з нейростероідамі типу аллопрегненолона ("стероїдний сайт").

Багато типів рецепторів можуть розпізнавати одним і тим же ділянкою зв'язування кілька різних хімічних речовин, і в залежності від конкретного приєдналася речовини перебувати більше ніж у двох просторових конфігураціях - не тільки "включено" (гормон на рецепторі) або "вимкнено" (на рецепторі немає гормону ), а ще й в кількох проміжних.

Речовина, з 100% вірогідністю викликає при зв'язуванні з рецептором перехід рецептора в конфігурацію "100% включено", називається повним агоністом рецептора. Речовина, з 100% вірогідністю викликає при зв'язуванні з рецептором перехід його в конфігурацію "100% вимкнено", називається повним антагоністом рецептора. Речовина, що викликає перехід рецептора в одну з проміжних конфігурацій або викликає зміна стану рецептора не з 100% вірогідністю (тобто частина рецепторів при зв'язуванні з цією речовиною включиться або вимкнеться, а частина - ні), називається частковим агоністом або частковим антагоністом рецептора, залежно від переважання агоністичної або антагоністичної активності. По відношенню до таких речовин використовується також термін агоніст-антагоніст. Речовина, не міняє стану рецептора при зв'язуванні і лише пасивно перешкоджає зв'язуванню з рецептором гормону або медіатора, називається конкурентним антагоністом, або блокатором рецептора (антагонізм заснований не на виключенні рецептора, а на блокаді зв'язування з рецептором його природного ліганду).

Як правило, якщо якесь екзогенне речовина має рецептори всередині організму, то в організмі є і ендогенні ліганди для даного рецептора. Так, наприклад, ендогенними лігандами бензодіазепінового сайту ГАМК-рецептора, з яким зв'язується синтетичний транквілізатор діазепам, також є особливі білки - ендозепіни. Ендогенним лігандом каннабіноїдних рецепторів, з якими зв'язуються алкалоїди конопель, є речовина анандамід, вироблене організмом з арахідонової жирної кислоти.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Рецептор (значення)
Клітинний імунітет
Клітинний автомат
Клітинний цикл
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru