MEMBRÁN RECEPTOROK: FUNKCIÓK, TÍPUSOK, MŰKÖDÉSÜK - BIOLÓGIA - 2026

A membránreceptorok a celluláris receptorok egy olyan csoportja, amelyek a sejtek plazmamembránjának felületén helyezkednek el, lehetővé téve a vegyi anyagok észlelését, hogy természetüknél fogva nem tudják átjutni a membránon.

Általában a membránreceptorok szerves membránfehérjék, amelyek a kémiai jelek, például peptidhormonok, neurotranszmitterek és bizonyos trofikus tényezők kimutatására szakosodtak; egyes gyógyszerek és toxinok szintén kötődhetnek az ilyen típusú receptorokhoz.

A membránreceptor reprezentatív vázlata. Megfigyelhetők a membrán külső részén elhelyezkedő ligandumok (1), a ligandum-membrán receptor kölcsönhatás (2) és (3) későbbi jelátviteli események (Forrás: Wyatt Pyzynski a Wikimedia Commons segítségével)

Azokat az intracelluláris kaszkád típusa szerint osztályozzák, amelyhez kapcsolódnak, és ezek határozzák meg a végső hatást a megfelelő sejtre, amelyet célsejtnek vagy célsejtnek hívnak.

Így három nagy csoportot írtak le: az ioncsatornákhoz kapcsolt, az enzimekhez kötött és a G fehérjéhez kötött csoportokhoz. A ligandok receptorokhoz történő kötődése a receptor konformációs változását idézi elő, amely intracelluláris jelátviteli kaszkádot vált ki a cél cella.

A membránreceptorokhoz kapcsolt jelzőláncok lehetővé teszik a jelek erősítését és átmeneti vagy állandó reakciók vagy változások generálását a célsejtben. Ezeket az intracelluláris jeleket együttesen "jelátviteli rendszernek" nevezzük.

Jellemzők

A membránreceptorok, és általában az egyéb típusú receptorok feladata, hogy lehetővé tegyék a sejtek egymás közötti kommunikációját oly módon, hogy a szervezet különböző szervei és rendszerei összehangoltan működjenek a homeosztázis és válaszoljon az idegrendszer által kiadott önkéntes és automatikus megrendelésekre.

Így a plazmamembránon ható kémiai jel kiválthatja a sejtek biokémiai gépeiben a különböző funkciók amplifikált módosulását, és sokféle specifikus reakciót válthat ki.

A szignálerősítő rendszeren keresztül egyetlen inger (ligandum) képes azonnali, közvetett és hosszú távú átmeneti változásokat generálni, módosítva például néhány gén expresszióját a célsejtben.

típusai

A sejtreceptorokat elhelyezkedésük szerint osztályozzuk: membránreceptorokba (amelyek a sejtmembránban vannak kitéve) és intracelluláris receptorokba (amelyek lehetnek citoplazmatikus vagy nukleáris).

A membránreceptorok háromféle típusúak:

- Ion csatornákhoz kapcsolódik

- Enzimekhez kapcsolódik

- kapcsolódik a G-proteinhez

Ion csatornákhoz kötött membránreceptorok

Ligand-kapu ioncsatornáknak is nevezzük azokat a membránfehérjéket, amelyek 4-6 alegységből állnak, és amelyek úgy vannak összeállítva, hogy elhagynak egy központi csatornát vagy pórusokat, amelyeken keresztül az ionok áthaladnak a membrán egyik oldaláról a másikra.

Példa az acetilkolin receptorra, egy ioncsatornához kapcsolt receptorra. Megmutatjuk annak három konformációs állapotát (Forrás: Laozhengzz a Wikimedia Commons segítségével)

Ezek a csatornák áthaladnak a membránon, és extracelluláris végük van, ahol a ligandum kötőhelye található, és egy másik intracelluláris vég, amely egyes csatornákban kapu mechanizmussal rendelkezik. Bizonyos csatornáknak intracelluláris ligandum helye van.

Enzimhez kapcsolt membrán receptorok

Ezek a receptorok szintén transzmembrán fehérjék. Egy extracelluláris végük van, amely bemutatja a ligandum kötőhelyét, és amelyek intracelluláris végükhöz olyan enzimet társítanak, amelyet a ligandum receptorhoz történő kötésével aktiválnak.

G-proteinhez kapcsolt vagy kapcsolt membránreceptorok

A G-fehérjéhez kapcsolt receptorok közvetett mechanizmussal rendelkeznek a célsejtek intracelluláris funkcióinak szabályozására, és olyan transzducer molekulákat foglalnak magukban, amelyeket GTP-kötő vagy kötő fehérjéknek vagy G proteineknek hívnak.

Mindezek a G-proteinhez kapcsolt receptorok egy membránfehérjéből állnak, amely hétszer keresztezi a membránt, és metabotropikus receptoroknak nevezik. A különböző G-fehérjékhez kapcsolt receptorok százai azonosítottak.

Hogyan működnek?

Az ioncsatornákhoz kötött receptorokban a ligandumnak a receptorhoz történő kötődése a receptor szerkezetében olyan konformációs változást vált ki, amely módosíthatja a kaput, a csatorna falait közelebb vagy távolabb mozgathatja. Ezzel módosítják az ionok áthaladását a membrán egyik oldaláról a másikra.

Az ioncsatornákhoz kötött receptorok nagyrészt egy típusú ionra specifikusak, ezért leírják a K +, Cl-, Na +, Ca ++ csatornák receptorait. Vannak olyan csatornák is, amelyek lehetővé teszik, hogy két vagy több típusú ion áthaladjon.

A legtöbb enzimhez kapcsolt receptor a protein-kinázokkal, különösen a tirozin-kináz enzimmel társul. Ezek a kinázok akkor aktiválódnak, amikor a ligandum az extracelluláris kötőhelyén a receptorhoz kapcsolódik. A kinázok a specifikus fehérjéket foszforilálják a célsejtben, módosítva a sejt működését.

Példa a tirozin-kináz enzimhez kapcsolt membránreceptorra (Forrás: Laozhengzz a Wikimedia Commons segítségével)

A G-proteinhez kapcsolt receptorok aktiválják a biokémiai reakciók kaszkádjait, amelyek végül módosítják a célsejtben levő különféle fehérjék funkcióját.

Kétféle G-protein létezik, amelyek heterotrimer G-fehérjék és monomer G-fehérjék. Mindkettő inaktívan kötődik a GDP-hez, de amikor a ligandum kapcsolódik a receptorhoz, a GDP helyébe GTP lép, és aktiválódik a G protein.

A heterotrimer G-fehérjékben a GTP-hez kötött α alegység disszociálódik a ßγ-komplexből, így a G-protein aktiválódik. Mind a GTP-hez kötő α alegység, mind a szabad γγ közvetítheti a választ.

A G-proteinhez kapcsolt receptor vázlata (Forrás: Bensaccount az angol Wikipedia-ban a Wikimedia Commons segítségével)

A monomer G proteineket vagy a kis G proteineket Ras proteinek is nevezik, mivel ezeket először írták le olyan vírusban, amely patkányokban szarkomatikus daganatokat generál.

Aktiválva stimulálják a mechanizmusokat, amelyek elsősorban a vezikuláris forgalomhoz és a citoszkeletális funkciókhoz kapcsolódnak (átalakítás, átalakítás, transzport stb.).

Példák

Az ioncsatornákkal összekötött membránreceptorok jó példája az acetilkolin receptor, amely egy olyan nátriumcsatornához kapcsolódik, amely akkor nyílik meg, amikor kötődik az acetilkolinhoz, és a célsejt depolarizációját okozza. Ezenkívül háromféle glutamátreceptor létezik, amelyek ionotróp receptorok.

A glutamát az idegrendszer egyik legfontosabb izgató neurotranszmittere. Három típusú ionotropikus receptora: NMDA (N-metil-D-aszpartát) receptorok, AMPA (α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-izoxazol-propionát) és kainát (sav) kain).

Nevük az őket aktiváló agonistákból származik, és ez a három típusú csatorna a nem-szelektív gerjesztő csatornák példái, mivel ezek lehetővé teszik a nátrium és kálium, valamint egyes esetekben kis mennyiségű kalcium átjutását.

Az enzimhez kapcsolt receptorokra példa az inzulinreceptor, a TrK család vagy a neurotrophin receptorok családja, valamint egyes növekedési faktorok receptorai.

A legfontosabb G-proteinhez kapcsolt receptorok közé tartoznak a muszkarin acetilkolin receptorok, β-adrenerg receptorok, szaglás rendszerreceptorok, metabotróp glutamát receptorok, számos peptidhormon receptorai és a retina rendszer rhodopsin receptorai.

Irodalom

1. Biokémiai és Molekuláris Biofizikai Tanszék Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). A neurális tudomány alapelvei (4. kötet, 1227-1246. Oldal). ER Kandel, JH Schwartz és TM Jessell (szerk.). New York: McGraw-hill.
2. Hulme, EC, Birdsall, NJM és Buckley, NJ (1990). Muszkarin receptor altípusok. A farmakológia és a toxikológia éves áttekintése, 30. (1), 633–673.
3. Cull-Candy, SG, és Leszkiewicz, DN (2004). Különböző NMDA receptor altípusok szerepe a központi szinapszisban. Sci. STKE, 2004 (255), re16-re16.
4. William, FG és Ganong, MD (2005). Az orvosi fiziológia áttekintése. Nyomtatva az Amerikai Egyesült Államokban, Seventeenth Edition, Pp-781.
5. Bear, MF, Connors, BW, és Paradiso, MA (szerk.). (2007). Idegtudomány (2. kötet). Lippincott Williams & Wilkins.