ongeacht de aard van het initiërende signaal, worden de cellulaire reacties bepaald door de aanwezigheid van receptoren die specifiek de signaalmoleculen binden. De band van signaalmolecules veroorzaakt een conformational verandering in de receptor, die dan de volgende signalerende cascade teweegbrengt. Aangezien de chemische signalen hetzij bij het plasmamembraan of binnen het cytoplasma (of kern) van de doelcel kunnen handelen, is het niet verwonderlijk dat receptoren aan beide kanten van het plasmamembraan worden gevonden.,
de receptoren voor impermeante signaalmoleculen zijn membraanoverspannende eiwitten die componenten zowel buiten als binnen het celoppervlak bevatten. Het extracellulaire domein van dergelijke receptoren omvat de bindingsplaats voor het signaal, terwijl het intracellular domein intracellular signalerende cascades activeert nadat het signaal bindt. Een groot aantal van deze receptoren zijn geà dentificeerd en zijn gegroepeerd in drie families die door het mechanisme worden bepaald dat wordt gebruikt om signaalbinding in een cellulaire reactie om te zetten (figuur 8.4 A-C).
Figuur 8.,4
categorieën van cellulaire receptoren. Membraan-impermeant signalerende molecules kunnen aan of kanaal-verbonden receptoren (A), enzym-verbonden receptoren (B), of g-eiwit-gekoppelde receptoren (C) binden en activeren. Membraan doordringende signalerende molecules activeren intracellular (meer…)
Kanaalgebonden receptoren (ook ligand-gated ionenkanalen genoemd) hebben de receptor-en transduceringsfuncties als onderdeel van hetzelfde eiwitmolecuul., Interactie van het chemische signaal met de bindingsplaats van de receptor veroorzaakt het openen of sluiten van een ionenkanaalporiën in een ander deel van hetzelfde molecuul. De resulterende ionenflux verandert het membraanpotentieel van de doelcel en, in sommige gevallen, kan ook tot ingang van Ca2+ – ionen leiden die als tweede boodschappersignaal binnen de cel dienen. Goede voorbeelden van dergelijke receptoren zijn de neurotransmitterreceptoren beschreven in hoofdstuk 7.
Enzyme-linked receptoren hebben ook een extracellulaire bindingsplaats voor chemische signalen., Het intracellulaire domein van dergelijke receptoren is een enzym waarvan de katalytische activiteit door de band van een extracellulair signaal wordt geregeld. De grote meerderheid van deze receptoren zijn eiwitkinasen, vaak tyrosinekinasen, dat phosphorylate intracellular doelproteã nen, waardoor de fysiologische functie van de doelcellen verandert. Tot deze groep receptoren behoren de Trk-familie van neurotrophinereceptoren (zie hoofdstuk 23) en andere receptoren voor groeifactoren.,
g-eiwitgekoppelde receptoren regelen intracellulaire reacties via een indirect mechanisme waarbij een intermediair transducerend molecuul betrokken is, de GTP-bindende eiwitten (of G-eiwitten). Omdat deze receptoren allen de structurele eigenschap van het kruisen van het plasmamembraan zeven keer delen, worden zij ook bedoeld als 7-transmembrane receptoren (of metabotrope receptoren; zie hoofdstuk 7). Honderden verschillende g-eiwit-gekoppelde receptoren zijn geïdentificeerd., De bekende voorbeelden omvatten De β-adrenergic receptor, het muscarininc type van acetylcholinereceptor, metabotropic glutamate receptoren, receptoren voor geurstoffen in het reuksysteem, en vele soorten receptoren voor peptide hormonen. Rhodopsine, een lichtgevoelig 7-transmembraanproteïne in retinale fotoreceptoren, is een andere vorm van G-eiwit-gebonden receptor (zie hoofdstuk 11).
intracellulaire receptoren worden geactiveerd door celpermeante of lipofiele signaalmoleculen (figuur 8.4 D)., Veel van deze receptoren leiden tot de activering van signalerende cascades die nieuwe mRNA en proteã ne binnen de doelcel produceren. Vaak bestaan dergelijke receptoren uit een receptoreiwit dat aan een remmend eiwitcomplex wordt gebonden. Wanneer de signalerende molecule aan de receptor bindt, scheidt het remmende complex om een DNA-bindend domein op de receptor bloot te stellen. Deze geactiveerde vorm van de receptor kan zich dan in de kern bewegen en direct met nucleair DNA in wisselwerking staan, resulterend in veranderde transcriptie. Sommige intracellulaire receptoren bevinden zich hoofdzakelijk in het cytoplasma, terwijl anderen zich in de kern bevinden., In beide gevallen, zodra deze receptoren worden geactiveerd kunnen zij genuitdrukking beà nvloeden door de transcriptie van DNA te veranderen.