niezależnie od charakteru sygnału inicjującego, odpowiedzi komórkowe są determinowane przez obecność receptorów, które specyficznie wiążą cząsteczki sygnałowe. Wiązanie cząsteczek sygnałowych powoduje zmianę konformacyjną w receptorze, która następnie uruchamia kolejną kaskadę sygnałową. Biorąc pod uwagę, że sygnały chemiczne mogą działać na błonie osocza lub w cytoplazmie (lub jądrze) komórki docelowej, nie jest zaskakujące, że receptory znajdują się po obu stronach błony osocza.,
receptory dla nieprzepuszczalnych cząsteczek sygnałowych są białkami obejmującymi błonę, które zawierają składniki zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz powierzchni komórki. Domena pozakomórkowa takich receptorów zawiera miejsce wiązania sygnału, podczas gdy domena wewnątrzkomórkowa aktywuje kaskady sygnałowe wewnątrzkomórkowe po wiązaniu sygnału. Duża liczba tych receptorów zostały zidentyfikowane i są zgrupowane w trzech rodzin zdefiniowanych przez mechanizm używany do transduce wiązania sygnału w odpowiedzi komórkowej(rysunek 8.4 A-C).
Rysunek 8.,4
kategorie receptorów komórkowych. Cząsteczki sygnałowe nieprzepuszczające błon mogą wiązać się i aktywować albo receptory związane z kanałem (A), receptory związane z enzymami (B) lub receptory sprzężone z białkami G (C). Membranowe przepuszczalne cząsteczki sygnalizacyjne aktywują wewnątrzkomórkowe (więcej…)
receptory związane z kanałami (zwane także kanałami jonowymi bramkowanymi ligandem) mają receptor i funkcje transdukcyjne jako część tej samej cząsteczki białka., Interakcja sygnału chemicznego z miejscem wiązania receptora powoduje otwarcie lub zamknięcie porów kanału jonowego w innej części tej samej cząsteczki. Powstały strumień jonów zmienia potencjał błonowy komórki docelowej i, w niektórych przypadkach, może również prowadzić do wejścia jonów Ca2+, które służą jako drugi sygnał komunikacyjny w komórce. Dobrymi przykładami takich receptorów są receptory neuroprzekaźników opisane w Rozdziale 7.
receptory enzymatyczne mają również zewnątrzkomórkowe miejsce wiązania sygnałów chemicznych., Domena wewnątrzkomórkowa takich receptorów jest enzymem, którego aktywność katalityczna regulowana jest przez wiązanie sygnału zewnątrzkomórkowego. Zdecydowana większość tych receptorów to kinazy białkowe, często kinazy tyrozynowe, które fosforylują wewnątrzkomórkowe białka docelowe, zmieniając w ten sposób fizjologiczną funkcję komórek docelowych. Do tej grupy receptorów należy Rodzina Trk receptorów neurotrofin (patrz Rozdział 23) oraz inne receptory dla czynników wzrostu.,
receptory sprzężone z białkami G regulują reakcje wewnątrzkomórkowe za pomocą pośredniego mechanizmu z udziałem pośredniej cząsteczki transdukcji, zwanej białkami wiążącymi GTP (lub białkami G). Ponieważ wszystkie te receptory mają wspólną cechę strukturalną przechodzenia przez błonę osocza siedem razy, są one również określane jako receptory 7-transmembranowe (lub receptory metabotropowe; patrz rozdział 7). Zidentyfikowano setki różnych receptorów związanych z białkiem G., Znane przykłady obejmują receptor β-adrenergiczny, receptor acetylocholiny typu muskaryninc, metabotropowe receptory glutaminianowe, receptory dla substancji zapachowych w układzie węchowym i wiele rodzajów receptorów dla hormonów peptydowych. Rodopsyna, wrażliwe na światło białko 7-transmembrany w fotoreceptorach siatkówki, jest inną formą receptora związanego z białkiem G (patrz rozdział 11).
receptory wewnątrzkomórkowe są aktywowane przez przenikające komórki lub lipofilowe cząsteczki sygnalizacyjne (rysunek 8.4 D)., Wiele z tych receptorów prowadzi do aktywacji kaskad sygnałowych, które produkują nowe mRNA i białka w komórce docelowej. Często takie receptory zawierają białko receptora związane z kompleksem białek hamujących. Gdy cząsteczka sygnałowa wiąże się z receptorem, kompleks hamujący dysocjuje, aby odsłonić domenę wiążącą DNA na receptorze. Ta aktywowana forma receptora może następnie przenieść się do jądra i bezpośrednio oddziaływać z DNA jądrowego, w wyniku zmiany transkrypcji. Niektóre receptory wewnątrzkomórkowe znajdują się głównie w cytoplazmie, podczas gdy inne znajdują się w jądrze., W obu przypadkach, po aktywacji tych receptorów mogą wpływać na ekspresję genów poprzez zmianę transkrypcji DNA.