Quelle que soit la nature du signal initiateur, les réponses cellulaires sont déterminées par la présence de récepteurs qui lient spécifiquement les molécules de signalisation. La liaison des molécules de signal provoque un changement conformationnel dans le récepteur, ce qui déclenche alors la cascade de signalisation suivante. Étant donné que les signaux chimiques peuvent agir soit au niveau de la membrane plasmique, soit dans le cytoplasme (ou le noyau) de la cellule cible, il n’est pas surprenant que des récepteurs se trouvent des deux côtés de la membrane plasmique.,
Les récepteurs des molécules de signaux imperméables sont des protéines couvrant la membrane qui comprennent des composants à la fois à l’extérieur et à l’intérieur de la surface cellulaire. Le domaine extracellulaire de tels récepteurs comprend le site de liaison du signal, tandis que le domaine intracellulaire active les cascades de signalisation intracellulaire après la liaison du signal. Un grand nombre de ces récepteurs ont été identifiés et sont regroupés en trois familles définies par le mécanisme utilisé pour transposer la liaison du signal dans une réponse cellulaire (Figure 8.4 A-C).
la Figure 8.,4
Catégories de récepteurs cellulaires. Les molécules de signalisation membrane-imperméantes peuvent lier et activer des récepteurs liés au canal (A), des récepteurs liés à l’enzyme (B), ou des récepteurs couplés à la protéine G (C). Les molécules de signalisation membranaires permeant activent intracellulaire (plus…)
Les récepteurs liés aux canaux (également appelés canaux ioniques ligands) ont les fonctions de récepteur et de transduction dans le cadre de la même molécule de protéine., L’Interaction du signal chimique avec le site de liaison du récepteur provoque l’ouverture ou la fermeture d’un canal ionique de pores dans une autre partie de la même molécule. Le flux ionique résultant modifie le potentiel membranaire de la cellule cible et, dans certains cas, peut également conduire à l’entrée d’ions Ca2+ qui servent de second signal messager dans la cellule. Les récepteurs de neurotransmetteurs décrits au chapitre 7 sont de bons exemples de tels récepteurs.
Les récepteurs enzymatiques ont également un site de liaison extracellulaire pour les signaux chimiques., Le domaine intracellulaire de tels récepteurs est une enzyme dont l’activité catalytique est régulée par la liaison d’un signal extracellulaire. La grande majorité de ces récepteurs sont des protéines kinases, souvent des tyrosine kinases, qui phosphorylent les protéines cibles intracellulaires, modifiant ainsi la fonction physiologique des cellules cibles. Les membres remarquables de ce groupe de récepteurs incluent la famille Trk des récepteurs de neurotrophine (voir le chapitre 23) et d’autres récepteurs pour des facteurs de croissance.,
Les récepteurs couplés aux protéines G régulent les réactions intracellulaires par un mécanisme indirect impliquant une molécule transductrice intermédiaire, appelée protéines de liaison au GTP (ou protéines G). Parce que ces récepteurs partagent tous la caractéristique structurelle de traverser la membrane plasmique sept fois, ils sont également appelés récepteurs 7-transmembranaires (ou récepteurs métabotropes; voir Chapitre 7). Des centaines de récepteurs différents liés à la protéine G ont été identifiés., Des exemples bien connus comprennent le récepteur β-adrénergique, le type muscarininc du récepteur de l’acétylcholine, les récepteurs métabotropes du glutamate, les récepteurs des odorants dans le système olfactif et de nombreux types de récepteurs des hormones peptidiques. La rhodopsine, une protéine transmembranaire 7 sensible à la lumière dans les photorécepteurs rétiniens, est une autre forme de récepteur lié à la protéine G (voir Chapitre 11).
Les récepteurs intracellulaires sont activés par des molécules de signalisation perméantes ou lipophiles (Figure 8.4 D)., Beaucoup de ces récepteurs conduisent à l’activation de cascades de signalisation qui produisent de nouveaux ARNm et protéines dans la cellule cible. Souvent, ces récepteurs comprennent une protéine réceptrice liée à un complexe protéique inhibiteur. Lorsque la molécule de signalisation se lie au récepteur, le complexe inhibiteur se dissocie pour exposer un domaine de liaison à l’ADN sur le récepteur. Cette forme activée du récepteur peut alors se déplacer dans le noyau et interagir directement avec l’ADN nucléaire, ce qui entraîne une transcription altérée. Certains récepteurs intracellulaires sont principalement situées dans le cytoplasme, tandis que d’autres sont dans le noyau., Dans les deux cas, une fois ces récepteurs activés, ils peuvent affecter l’expression des gènes en modifiant la transcription de l’ADN.