MEMBRANOS RECEPTORIAI: FUNKCIJOS, TIPAI, KAIP JIE VEIKIA - BIOLOGIJA - 2025

Kad membranos receptorių yra ląstelinių receptorius, kurie, esančių membranos ląstelių plazmos paviršiaus klasė, leidžianti aptikti cheminių medžiagų pagal savo pobūdį negali kirsti membraną.

Paprastai membranos receptoriai yra neatsiejami membranų baltymai, kurių specializacija yra aptikti cheminius signalus, tokius kaip peptidų hormonai, neurotransmiteriai ir tam tikri trofiniai veiksniai; kai kurie vaistai ir toksinai taip pat gali jungtis prie šio tipo receptorių.

Tipinė membranos receptoriaus schema. Stebimi išorinėje membranos dalyje esantys ligadai (1), ligando ir membranos receptorių sąveika (2) ir (3) vėlesni signalizacijos įvykiai (Šaltinis: Wyatt Pyzynski per Wikimedia Commons).

Jie klasifikuojami pagal tarpląstelinės kaskados, su kuria jie yra sujungti, tipą, pagal kurį nustatomas galutinis poveikis atitinkamai ląstelei, vadinamai tikslinei arba tikslinei ląstelei.

Taigi buvo aprašytos trys didelės grupės: sujungtos su jonų kanalais, jungiamos su fermentais ir susijusios su baltymu G. Ligandų prisijungimas prie receptorių sukelia receptoriaus pokyčius, sukeliančius tarpląstelinę signalizacijos kaskadą. tikslinė ląstelė.

Signalinės grandinės, sujungtos su membranos receptoriais, leidžia sustiprinti signalus ir generuoti trumpalaikes ar nuolatines reakcijas ar pokyčius tikslinėje ląstelėje. Šie tarpląsteliniai signalai bendrai vadinami „signalo perdavimo sistema“.

funkcijos

Membraninių receptorių ir kitų tipų receptorių funkcija yra leisti ląstelėms susisiekti tarpusavyje taip, kad skirtingi organizmo organai ir sistemos veiktų koordinuotai, palaikydami homeostazę ir reaguoti į savanoriškus ir automatinius nervų sistemos nurodymus.

Taigi, cheminis signalas, veikiantis plazmos membraną, gali suaktyvinti įvairių funkcijų modifikaciją ląstelės biocheminiuose įrenginiuose ir sukelti daugybę specifinių reakcijų.

Per signalo stiprinimo sistemą vienas stimulas (ligandas) gali sukelti tiesioginius, netiesioginius ir ilgalaikius trumpalaikius pokyčius, modifikuodamas, pavyzdžiui, kai kurių genų ekspresiją tikslinėje ląstelėje.

Tipai

Ląsteliniai receptoriai pagal jų vietą skirstomi į: membraninius receptorius (tuos, kurie yra veikiami ląstelės membranoje) ir tarpląstelinius receptorius (kurie gali būti citoplazminiai arba branduoliniai).

Membraniniai receptoriai yra trijų tipų:

- susietas su jonų kanalais

- Susietas su fermentais

- susijęs su G baltymu

Membranos receptoriai, sujungti su jonų kanalais

Taip pat vadinami ligandiniais jonų kanalais - membraniniai baltymai, susidedantys iš 4 - 6 subvienetų, kurie yra surinkti taip, kad palieka centrinį kanalą ar poras, per kuriuos jonai eina iš vienos membranos pusės į kitą.

Acetilcholino receptoriaus, receptoriaus, sujungto su jonų kanalu, pavyzdys. Parodytos trys jo konformacijos būsenos (Šaltinis: Laozhengzz per Wikimedia Commons)

Šie kanalai kerta membraną ir turi tarpląstelinį galą, kur yra ligando surišimo vieta, ir kitą tarpląstelinį galą, kuris kai kuriuose kanaluose turi vartų mechanizmą. Tam tikruose kanaluose yra tarpląstelinė ligando vieta.

Su fermentais sujungti membraniniai receptoriai

Šie receptoriai taip pat yra transmembraniniai baltymai. Jie turi tarpląstelinį galą, kuriame yra ligando surišimo vieta, ir su savo tarpląsteline pabaiga sieja fermentą, kuris aktyvuojamas jungiant ligandą prie receptoriaus.

Membranos receptoriai, sujungti arba sujungti su G baltymu

G-baltymai, sujungti su receptoriais, turi netiesioginį taikinių ląstelių tarpląstelinių funkcijų reguliavimo mechanizmą, kuriame dalyvauja keitiklio molekulės, vadinamos GTP jungiančiais arba jungiančiais baltymais arba G baltymais.

Visi šie baltymai, sujungti su G baltymais, yra sudaryti iš membraninio baltymo, kuris septynis kartus kerta membraną ir yra vadinami metabotropiniais receptoriais. Buvo nustatyta šimtai receptorių, susijusių su skirtingais G baltymais.

Kaip jie veikia?

Receptoriuose, sujungtuose su jonų kanalais, ligando prisijungimas prie receptoriaus sukelia konformacinius receptoriaus struktūros pokyčius, kurie gali modifikuoti vartus, perkelti kanalo sienas arčiau ar toliau vienas nuo kito. Taip jie keičia jonų praėjimą iš vienos membranos pusės į kitą.

Prie jonų kanalų surišti receptoriai didžiąja dalimi yra būdingi vieno tipo jonams, todėl aprašyti K +, Cl-, Na +, Ca ++ kanalų receptoriai. Taip pat yra kanalų, leidžiančių praeiti dviejų ar daugiau rūšių jonus.

Daugelis su fermentais susijusių receptorių asocijuojasi su baltymų kinazėmis, ypač fermento tirozino kinaze. Šios kinazės suaktyvinamos, kai ligandas jungiasi su receptoriais jo tarpląstelinėje jungimosi vietoje. Kinazės fosforilina specifinius baltymus tikslinėje ląstelėje, modifikuodamos ląstelės funkciją.

Membraninio receptoriaus, sujungto su fermento tirozino kinaze, pavyzdys (Šaltinis: Laozhengzz per „Wikimedia Commons“)

G baltymai, sujungti su baltymais, suaktyvina biocheminių reakcijų kaskadą, kurios metu keičiasi įvairių baltymų, esančių tikslinėje ląstelėje, funkcijos.

Yra du G baltymų tipai, kurie yra heterotrimeriniai G baltymai ir monomeriniai G baltymai. Abi jos yra neaktyviai surištos su BVP, tačiau kai ligandas prisijungia prie receptoriaus, GDP pakeičiamas GTP ir aktyvuojamas G baltymas.

Heterotrimeriniuose G baltymuose α subvienetas, sujungtas su GTP, išsiskiria iš ßγ komplekso, palikdamas G baltymą aktyvuotą. Tiek α subvienetas, sujungtas su GTP, tiek laisvasis γ gali tarpinti atsaką.

Su G baltymu sujungto receptoriaus schema (Šaltinis: Bensaccount angliškoje Vikipedijoje per Wikimedia Commons)

Monomeriniai G baltymai arba maži G baltymai taip pat vadinami Ras baltymais, nes jie pirmą kartą aprašyti viruso, sukeliančio sarkomatinius auglius žiurkėms.

Suaktyvinę jie stimuliuoja mechanizmus, daugiausia susijusius su vezikuliniu judėjimu ir citoskeleto funkcijomis (modifikavimas, rekonstravimas, transportavimas ir kt.).

Pavyzdžiai

Acetilcholino receptoriai, sujungti su natrio kanalu, kuris atsidaro prisijungus prie acetilcholino ir sukelia taikinio ląstelės depoliarizaciją, yra geras membraninių receptorių, sujungtų su jonų kanalais, pavyzdys. Be to, yra trijų tipų gliutamato receptoriai, kurie yra jonotropiniai receptoriai.

Glutamatas yra vienas iš svarbiausių sužadinamųjų neuromediatorių nervų sistemoje. Jo trys jonotropinių receptorių tipai yra: NMDA (N-metil-D-aspartato) receptoriai, AMPA (α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolo-propionato) ir kainato (rūgštis) kainic).

Jų pavadinimai yra kilę iš juos suaktyvinančių agonistų, ir šie trys kanalų tipai yra neselektyvių sužadinimo kanalų pavyzdžiai, nes jie leidžia praleisti natrį ir kalį, o kai kuriais atvejais ir nedidelius kalcio kiekius.

Su fermentais susijusių receptorių pavyzdžiai yra insulino receptorius, TrK receptorių šeima arba neurotropinų receptoriai ir kai kurių augimo faktorių receptoriai.

Svarbiausi receptoriai, sujungti su G baltymais, apima muskarino acetilcholino receptorius, β-adrenerginius receptorius, uoslės sistemos receptorius, metabotropinius glutamato receptorius, daugelio peptidų hormonų receptorius ir tinklainės sistemos rodopsino receptorius.

Nuorodos

1. Biochemijos ir molekulinės biofizikos katedra Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Nervų mokslo principai (4 tomas, p. 1227–1266). ER Kandelis, JH Schwartzas ir TM Jessell (Red.). Niujorkas: „McGraw-hill“.
2. Hulme, EC, Birdsall, NJM ir Buckley, NJ (1990). Muskarino receptorių potipiai. Metinė farmakologijos ir toksikologijos apžvalga, 30 (1), 633–673.
3. „Cull-Candy“, SG, ir Leškevičiai, DN (2004). Atskirų NMDA receptorių potipių vaidmuo centrinėse sinapsėse. Mokslas, STKE, 2004 (255), re16-re16.
4. William, FG, ir Ganong, MD (2005). Medicinos fiziologijos apžvalga. Spausdinta Jungtinėse Amerikos Valstijose, septynioliktas leidimas, p. 781.
5. „Bear“, MF, „Connors“, „BW“ ir „Paradiso“, MA (Red.). (2007). Neuromokslas (2 tomas). Lippincott Williams ir Wilkins.