МЕМБРАНСКИ РЕЦЕПТОРИ: ФУНКЦИЈЕ, ВРСТЕ, НАЧИН НА КОЈИ РАДЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У мембранске рецепторе представљају класу ћелијске рецепторе који се налазе на површини плазма мембрану ћелије, омогућавајући детектовати хемикалије по својој природи не могу прећи мембрану.

Генерално, мембрански рецептори су интегрални мембрански протеини специјализовани за детекцију хемијских сигнала као што су пептидни хормони, неуротрансмитери и одређени трофички фактори; неки лекови и токсини се такође могу везати за ове врсте рецептора.

Репрезентативна шема мембранског рецептора. Примећују се лиганди који се налазе на спољашњем делу мембране (1), интеракција рецептора лиганд-мембрана (2) и (3) накнадни догађаји сигнализације (Извор: Виатт Пизински преко Викимедиа Цоммонс)

Они су класификовани према врсти интрацелуларне каскаде на коју су спојени и који одређују коначни ефекат на одговарајућу ћелију, звану циљна ћелија или циљна ћелија.

Тако су описане три велике групе: оне повезане са јонским каналима, оне повезане са ензимима и оне повезане са протеином Г. Везивање лиганда на рецепторе ствара конформациону промену рецептора која покреће унутарћелијску сигналну каскаду у циљна ћелија.

Сигнални ланци повезани са мембранским рецепторима омогућавају појачавање сигнала и генерисање пролазних или сталних одговора или промена у циљној ћелији. Ови унутарћелијски сигнали се заједно називају "систем трансдукције сигнала."

Карактеристике

Функција мембранских рецептора и осталих врста рецептора уопште је да омогуће комуникацију ћелија између себе, на начин да различити органи и системи организма на координирани начин одржавају хомеостазу и реагују на добровољне и аутоматске наредбе које је издао нервни систем.

Према томе, хемијски сигнал који делује на плазма мембрану може покренути појачану модификацију различитих функција унутар биохемијских машина ћелије и покренути мноштво специфичних одговора.

Кроз систем појачавања сигнала, један стимулус (лиганд) способан је да генерише тренутне, индиректне и дугорочне пролазне промене, модификујући, на пример, експресију неких гена унутар циљне ћелије.

Врсте

Ћелијски рецептори се класификују, према њиховој локацији, у: мембранске рецепторе (оне који су изложени у ћелијској мембрани) и унутарћелијске рецепторе (који могу бити цитоплазматски или нуклеарни).

Мембрански рецептори су три врсте:

- Повезани са јонским каналима

- Повезано са ензимима

- повезан са Г протеином

Мембрански рецептори везани за јонске канале

Називани јонским каналима са лигандом, то су мембрански протеини састављени од 4 до 6 подјединица које су састављене на тај начин да остављају централни канал или поре, кроз које јони прелазе са једне стране мембране на другу.

Пример рецептора за ацетилколин, рецептора везаног за јонски канал. Три приказана стања су приказана (Извор: Лаозхенгзз преко Викимедиа Цоммонса)

Ови канали прелазе мембрану и имају ванћелијски крај, где се налази место везивања за лиганд, и други унутарћелијски крај, који у неким каналима има механизам врата. Одређени канали имају место унутар ћелијског лиганда.

Ензимски мембрански рецептори

Ови рецептори су такође трансмембрански протеини. Имају ванћелијски крај који представља место везивања за лиганд и који су са њиховим интрацелуларним крајем повезани ензим који се активира везањем лиганда на рецептор.

Мембрански рецептори спојени или повезани са Г протеином

Рецептори повезани у Г-протеин имају индиректни механизам за регулацију унутарћелијских функција циљних ћелија који укључује молекуле претварача који се називају ГТП-везујући или везујући протеини или Г протеини.

Сви ови рецептори везани за протеин повезани су од мембранског протеина који седам пута прелази мембрану и називају се метаботропни рецептори. Идентификовано је стотине рецептора повезаних са различитим Г протеинима.

Како функционишу?

У рецепторима везаним за јонске канале, везивање лиганда на рецептору ствара конформациону промену у структури рецептора која може модификовати капију, померати зидове канала ближе или даље. Овим модифицирају пролазак јона с једне стране мембране на другу.

Рецептори везани за јонске канале су већином специфични за једну врсту јона, због чега су описани рецептори за К +, Цл-, На +, Ца ++ канале итд. Постоје и канали који омогућавају пролаз кроз две или више врста јона.

Већина рецептора повезаних са ензимима повезује се са протеин киназама, посебно ензимом тирозин киназом. Ове се киназе активирају када се лиганд везује за рецептор на свом ванћелијском месту везивања. Киназе фосфорилирају специфичне протеине у циљној ћелији, мењајући ћелијску функцију.

Пример мембранског рецептора повезан са ензимом тирозин киназом (Извор: Лаозхенгзз преко Викимедиа Цоммонс)

Г рецепторски повезани рецептори активирају каскаде биохемијских реакција које на крају модификују функцију различитих протеина у циљној ћелији.

Постоје две врсте Г протеина који су хетеротримерични Г протеини и мономерни Г протеини. Обоје су неактивно везани за БДП, али када се лиганд веже на рецептор, БДП замењује ГТП и Г протеин се активира.

У хетеротримерним Г протеинима, Г-везана а подјединица се одваја од ßγ комплекса, остављајући Г протеин активиран. И α подјединица везана за ГТП и слободна γγ могу посредовати у одговору.

Шема рецептора повезаних са протеинима Г (Извор: Бенсаццоунт на енглеској Википедији путем Викимедиа Цоммонса)

Мономерни Г протеини или мали Г протеини такође се називају Рас протеини, јер су први пут описани вирусом који ствара саркоматске туморе код пацова.

Када се активирају, они стимулишу механизме углавном повезане са везикуларним прометом и функцијама цитоскелета (модификација, преградња, транспорт, итд.).

Примери

Рецептор за ацетилколин, повезан са натријумским каналом који се отвара када се веже за ацетилхолин и изазива деполаризацију циљне ћелије, добар је пример мембранских рецептора повезаних са јонским каналима. Поред тога, постоје три врсте глутаматних рецептора који су ионотропни рецептори.

Глутамат је један од најважнијих ексцитацијских неуротрансмитера у нервном систему. Три врсте ионотропних рецептора су: НМДА (Н-метил-Д-аспартат) рецептори, АМПА (α-амино-3-хидрокси-5-метил-4-изоксазол-пропионат) и каинати (киселина каиниц).

Њихова имена потичу од агониста који их активирају, а ове три врсте канала су примери неселективних ексцитацијских канала, јер омогућавају пролаз натријума и калијума, а у неким случајевима и мале количине калцијума.

Примери рецептора повезаних са ензимом су рецептор за инсулин, ТрК породица рецептора или неуротрофински рецептори и рецептори за неке факторе раста.

Најважнији рецептори везани за Г-протеин укључују мускаринске рецепторе ацетилхолина, П-адренергичке рецепторе, рецепторе олфакторног система, метаботропне рецепторе глутамата, рецепторе за многе пептидне хормоне и родопсин рецепторе ретиналног система.

Референце

1. Одељење за биохемију и молекуларну биофизику Тхомас Јесселл, Сиегелбаум, С., & Худспетх, АЈ (2000). Принципи неуролошке науке (Вол. 4, стр. 1227-1246). ЕР Кандел, ЈХ Сцхвартз и ТМ Јесселл (изд.). Нев Иорк: МцГрав-Хилл.
2. Хулме, ЕЦ, Бирдсалл, ЊМ, & Буцклеи, Њ (1990). Подтипови мускаринских рецептора. Годишњи преглед фармакологије и токсикологије, 30 (1), 633-673.
3. Цулл-Цанди, СГ, и Лесзкиевицз, ДН (2004). Улога различитих подтипова НМДА рецептора у централним синапсама. Сци. СТКЕ, 2004. (255), ре16-ре16.
4. Виллиам, ФГ и др Ганонг (2005). Преглед медицинске физиологије. Штампано у Сједињеним Америчким Државама, Седамнаесто издање, Пп-781.
5. Беар, МФ, Цоннорс, БВ и Парадисо, МА (ур.). (2007). Неурознаност (Вол. 2). Липпинцотт Виллиамс и Вилкинс.