KALVORESEPTORIT: TOIMINNOT, TYYPIT, MITEN NE TOIMIVAT - BIOLOGIA - 2026

Kalvo reseptorit ovat luokka solun reseptoreja, jotka sijaitsevat pinnalla solukalvon solujen, jolloin havaita kemikaaleja niiden luonteen vuoksi ei voi ylittää kalvon.

Yleensä membraanireseptorit ovat kiinteitä membraaniproteiineja, jotka on erikoistunut kemiallisten signaalien, kuten peptidihormonien, välittäjäaineiden ja tiettyjen troofisten tekijöiden havaitsemiseen; Jotkut lääkkeet ja toksiinit voivat myös sitoutua tämäntyyppisiin reseptoreihin.

Tyypillinen kaavio membraanireseptorista. Kalvon ulkoosassa sijaitsevat ligandit (1), ligandi-membraanireseptorien vuorovaikutus (2) ja (3) myöhemmät signalointitapahtumat havaitaan (Lähde: Wyatt Pyzynski Wikimedia Commonsin kautta)

Ne luokitellaan solunsisäisen kaskadin tyypin mukaan, johon ne on kytketty, ja mitkä määrittävät lopullisen vaikutuksen vastaavaan soluun, jota kutsutaan kohdesoluksi tai kohdesoluksi.

Siten on kuvattu kolme suurta ryhmää: ne, jotka on kytketty ionikanaviin, ne, jotka on kytketty entsyymeihin, ja ne, jotka on kytketty proteiiniin G. Ligandien sitoutuminen reseptoreihin aiheuttaa konformaatiomuutoksen reseptorissa, joka laukaisee solunsisäisen signalointikaskadin kohdesolu.

Membraanireseptoreihin kytketyt signalointiketjut tekevät mahdolliseksi vahvistaa signaaleja ja tuottaa ohimeneviä tai pysyviä vasteita tai muutoksia kohdesolussa. Näitä solunsisäisiä signaaleja kutsutaan kollektiivisesti "signaalinsiirtojärjestelmäksi".

ominaisuudet

Kalvoreseptoreiden ja yleensä muun tyyppisten reseptoreiden tehtävänä on sallia solujen välinen kommunikointi keskenään siten, että organismin eri elimet ja järjestelmät toimivat koordinoidusti homeostaasin ja vastata hermoston vapaaehtoisiin ja automaattisiin tilauksiin.

Siten plasmamembraaniin vaikuttava kemiallinen signaali voi laukaista monien eri toimintojen modifioinnin solun biokemiallisessa koneistossa ja laukaista monenlaisia ​​spesifisiä vasteita.

Signaalinvahvistusjärjestelmän kautta yksittäinen ärsyke (ligandi) kykenee tuottamaan välittömiä, epäsuoria ja pitkäaikaisia ​​ohimeneviä muutoksia muuntelemalla esimerkiksi joidenkin geenien ilmentymistä kohdesolussa.

Tyypit

Solun reseptorit luokitellaan sijaintinsa mukaan: kalvoreseptoreihin (sellaisiin, jotka paljastuvat solukalvoon) ja solunsisäisiin reseptoreihin (jotka voivat olla sytoplasmisia tai ydin).

Kalvoreseptoreita on kolme tyyppiä:

- kytketty ionikanaviin

- Yhdistetty entsyymeihin

- Liittyy G-proteiiniin

Ionikanaviin sitoutuneet membraanireseptorit

Niitä kutsutaan myös ligandiportaisiksi ionikanaviksi, ne ovat membraaniproteiineja, jotka koostuvat 4 - 6 alayksiköstä, jotka on koottu siten, että ne jättävät keskikanavan tai huokosen, jonka läpi ionit kulkevat kalvon yhdeltä puolelta toiselle.

Esimerkki asetyylikoliinireseptorista, reseptorista, joka on kytketty ionikanavaan. Sen kolme konformaatiotilaa on esitetty (Lähde: Laozhengzz Wikimedia Commonsin kautta)

Nämä kanavat ylittävät kalvon ja niillä on solunulkoinen pää, jossa ligandin sitoutumiskohta sijaitsee, ja toinen solunsisäinen pää, jolla joissain kanavissa on hilamekanismi. Tietyillä kanavilla on solunsisäinen ligandikohta.

Entsyymisidonnaiset membraanireseptorit

Nämä reseptorit ovat myös kalvon läpi läpäiseviä proteiineja. Niillä on solunulkoinen pää, joka esittää ligandin sitoutumiskohdan ja jotka ovat liittyneet solunsisäiseen päähänsä entsyymin, joka aktivoituu ligandin sitoutumisella reseptoriin.

G-proteiiniin kytketyt tai kytketyt kalvoreseptorit

G-proteiinikytketyillä reseptoreilla on epäsuora mekanismi kohdesolujen solunsisäisten toimintojen säätelemiseksi, joka liittyy muuntajamolekyyleihin, joita kutsutaan GTP: tä sitoviin tai sitoviin proteiineihin tai G-proteiineihin.

Kaikki nämä G-proteiiniin sidotut reseptorit koostuvat membraaniproteiinista, joka läpäisee membraanin seitsemän kertaa ja joita kutsutaan metabotrooppisiksi reseptoreiksi. Sadat reseptorit, jotka on kytketty erilaisiin G-proteiineihin, on tunnistettu.

Kuinka ne toimivat?

Ionikanaviin sitoutuneissa reseptoreissa ligandin sitoutuminen reseptoriin aiheuttaa konformaatiomuutoksen reseptorin rakenteessa, joka voi muokata porttia, siirtää kanavan seinämiä lähemmäksi tai kauempana toisistaan. Tällä modifioidaan ionien kulkua kalvon yhdeltä puolelta toiselle.

Ionikanaviin sitoutuneet reseptorit ovat suurimmaksi osaksi spesifisiä yhdelle ionityypille, minkä vuoksi K +, Cl-, Na +, Ca ++ -kanavien reseptorit on kuvattu. On myös kanavia, jotka sallivat kahden tai useamman ionityypin läpäistä.

Suurin osa entsyymisidonnaisista reseptoreista assosioituu proteiinikinaaseihin, erityisesti tyrosiinikinaasin entsyymiin. Nämä kinaasit aktivoituvat, kun ligandi sitoutuu reseptoriin solunulkoisissa sitoutumiskohdissa. Kinaasit fosforyloivat kohdesolussa spesifisiä proteiineja, muokkaamalla solun toimintaa.

Esimerkki membraanireseptorista, joka on kytketty tyrosiinikinaasi-entsyymiin (lähde: Laozhengzz Wikimedia Commonsin kautta)

G-proteiiniin sidotut reseptorit aktivoivat biokemiallisten reaktioiden kaskadeja, jotka päätyvät modifioimaan kohdesolun eri proteiinien toimintaa.

G-proteiineja on kahta tyyppiä, jotka ovat heterotrimerisiä G-proteiineja ja monomeerisiä G-proteiineja. Molemmat ovat inaktiivisesti sitoutuneet BKT: hen, mutta kun ligandi on sitoutunut reseptoriin, GDP korvataan GTP: llä ja G-proteiini aktivoituu.

Heterotrimerisissä G-proteiineissa GTP-sitoutunut a-alayksikkö dissosioituu y-kompleksista jättäen G-proteiinin aktivoituneeksi. Sekä GTP: hen sitoutunut a-alayksikkö että vapaa ßγ voivat välittää vasteen.

Kaavio G-proteiiniin kytketystä reseptorista (Lähde: Bensaccount englannin Wikipediassa Wikimedia Commonsin kautta)

Monomeerisiä G-proteiineja tai pieniä G-proteiineja kutsutaan myös Ras-proteiineiksi, koska niitä on kuvattu ensimmäistä kertaa viruksessa, joka tuottaa sarkomatoottisia kasvaimia rotilla.

Aktivoituneina ne stimuloivat mekanismeja, jotka liittyvät pääasiassa vesikulaariseen liikenteeseen ja sytoskeletalisiin toimintoihin (modifiointi, uusinta, kuljetus jne.).

esimerkit

Asetyylikoliinireseptori, joka on kytketty natriumkanavaan, joka avautuu, kun se sitoutuu asetyylikoliiniin ja aiheuttaa kohdesolun depolarisaation, on hyvä esimerkki ionikanaviin kytketyistä membraanireseptoreista. Lisäksi on olemassa kolmen tyyppisiä glutamaattireseptoreita, jotka ovat ionotrooppisia reseptoreita.

Glutamaatti on yksi hermoston tärkeimmistä herättävistä välittäjäaineista. Sen kolmen tyyppisiä ionotrooppisia reseptoreita ovat: NMDA (N-metyyli-D-aspartaatti) reseptorit, AMPA (a-amino-3-hydroksi-5-metyyli-4-isoksatsolipropionaatti) ja kainaatti (happo) kainihap-).

Heidän nimensä on johdettu niitä aktivoivista agonisteista, ja nämä kolme kanavatyyppiä ovat esimerkkejä ei-selektiivisistä viritykanavista, koska ne sallivat natriumin ja kaliumin ja joissain tapauksissa pienten määrien kalsiumin kulkemisen.

Esimerkkejä entsyymisidonnaisista reseptoreista ovat insuliinireseptori, reseptoreiden TrK-ryhmä tai neurotropiinireseptorit ja joidenkin kasvutekijöiden reseptorit.

Tärkeimpiin G-proteiiniin kytkettyihin reseptoreihin kuuluvat muskariiniset asetyylikoliinireseptorit, p-adrenergiset reseptorit, hajujärjestelmän reseptorit, metabotrooppiset glutamaattireseptorit, monien peptidihormonien reseptorit ja verkkokalvon järjestelmän rodopsiinireseptorit.

Viitteet

1. Biokemian ja molekyylifysiikan laitos Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Neuraalitieteen periaatteet (osa 4, s. 1227 - 1266). ER Kandel, JH Schwartz ja TM Jessell (toim.). New York: McGraw-hill.
2. Hulme, EC, Birdsall, NJM ja Buckley, NJ (1990). Muskariinireseptorien alatyypit. Farmakologian ja toksikologian vuosikatsaus, 30 (1), 633-673.
3. Cull-Candy, SG, ja Leszkiewicz, DN (2004). Eri NMDA-reseptorialatyyppien asema synapsien keskuksissa. Sei. STKE, 2004 (255), re16-re16.
4. William, FG, & Ganong, MD (2005). Katsaus lääketieteelliseen fysiologiaan. Painettu Yhdysvalloissa, Seventeenth Edition, Pp-781.
5. Bear, MF, Connors, BW, ja Paradiso, MA (toim.). (2007). Neurotiede (osa 2). Lippincott Williams & Wilkins.