Основные типы мембранных рецепторов

В настоящее время выделяет три типа рецепторов, интегрированных в клеточную мембрану.

1. Рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR).

Передают сигнал от первичных мессенджеров к внутриклеточным мишеням с помощью каскадных реакций. Один и тот же первичный сигнал может инициировать передачу сигнала через несколько разных GPCR, так что если число внешних сигналов для GPCR составляет несколько десятков, то самих рецепторов известно более 200. При своем разнообразии GPCR представляют собой мономерные интегральные белки, полипептидная цепь которых семь раз пересекает клеточную мембрану. Во всех случаях участок рецептора, ответственный за взаимодействие с первичным сигналом, локализован с внешней стороны мембраны, а участок, контактирующий с G-белком на ее цитоплазматической стороне.

Обычно G-белки представляют собой гетеротримеры. Если с белком связан ГТФ, то это соответствует его активированному состоянию. Центральное событие при передаче сигнала от рецептора, который подействовал на первичный сигнал, к G-белку состоит в том, что активированный рецептор катализирует обмен ГДФ, связанного с G-белком, на присутствующий в среде ГТФ. Как следствие, меняется каталитическая или ионная проводимость эффекторного белка меняется. Это инициирует определенный клеточный ответ.

Прекращение действия внешнего стимула сопровождается «выключением» всех компонентов сигнальной системы.

2. Рецепторы — ионные каналы Интегральные мембранные белки, состоящие из нескольких субъединиц, полипептидная цепь которых 4 раза пересекает клеточную мембрану. Они действуют одновременно и как ионные каналы, и как рецепторы, которые способны специфически связывать со своей внешней стороны первичные сигналы, изменяющие их ионную проводимость. Рецепторы данного типа используют в качестве первичных сигналов некоторые нейротрансмиттеры, отвечающие за синаптическую передачу в электрически возбудимых клеток. Классические примеры такого рода — это катионные ацетилхолиновые никотиновые рецепторы, локализованные в мембране клеток скелетных мышц в местах их синапсов с моторными нейронами, и подобные рецепторы из электрического органа скатов.

3. Рецепторы, ассоциированные с ферментативной активностью Представляют собой либо мономеры, которые при связывании с ними первичного мессенджера димеризуются, либо олигомеры, образованные несколькими субъединицами. Полипептидная цепь практически у всех рецепторов пересекает клеточную мембрану один раз. Общим у них является также то, что участок для связывания первичного сигнала локализован на рецепторе со стороны, обращенной во внеклеточное пространство. Связывание лиганда с рецептором приводит к димеризации внутренней субъединицы. Образование димера вызывается аутофосфорилированием, которое является результатом трансфосфорилирования. Начальное трансфосфорилирование усиливает тироинкиназную активность рецептора, в результате чего фосфорилируются специфические тирозины цитоплазматического домена. Некоторые рецепторные тирозиновые протеинкиназы помимо аутофосфорилирования, могут фосфорилировать субстратные белки, которые являются элементами других сигнальных путей. В эту группу входят рецепторы, участвующие в развитии иммунного ответа: рецепторы антигенов и рецепторы цитокинов или интерлейкинов.