Классификация рецепторов в зависимости от их структуры и функции

В последние 20 лет одновременно с открытием множества новых рецепторов были существенно расширены наши представления о структуре рецепторов и биохимических основах их функционирования. Методами молекулярного клонирования выявлены как совершенно новые рецепторы и их лиганды, так и многочисленные изоформы ранее известных рецепторов. В настоящее время созданы базы данных, посвященные структуре определенных классов рецепторов. Рецепторы, белки-преобразователи и эффекторные белки выделены в чистом виде, а биохимический механизм их действия хорошо изучен. Их можно синтезировать с помощью молекулярно-генетических методов или в культуре клеток (бактерий, грибов), а затем исследовать также с использованием клеточных культур.

В зависимости от структуры и механизма действия рецепторы биологически активных веществ делят на несколько классов. Число этих классов невелико. На сегодняшний день мы имеем по крайней мере элементарные представления о структуре рецепторного и эффекторного доменов в каждом классе, а также о том, каким образом связывание лиганда изменяет функциональное состояние рецептора. Биохимические механизмы действия и структура рецепторов эндогенных регуляторных факторов не отличаются большим разнообразием, поэтому клетки-мишени способны интегрировать разные внешние сигналы, усиливающие или ослабляющие друг друга, и генерировать согласованную ответную реакцию. На рис. 2 схематически изображены структура рецепторов разных классов и компоненты, участвующие во внутриклеточной передаче сигнала (белки-преобразователи).

Рис. 2 — Строение рецепторов биологически активных веществ и механизмы внутриклеточной передачи сигнала от рецепторов эффекторам

По локализации различают мембранные, цитоплазматические и ядерные рецепторы. По другой классификации все рецепторы можно разделить на быстроотвечающие (в пределах миллисекунд) и медленноотвечающие, в пределах нескольких минут или даже часов, что характерно для гормонов, передающих сигнал на внутриклеточные рецепторы. Рецепторы первого типа — интегральные олигомерные белки, содержащие субъединицу, имеющую центр для связывания сигнальной молекулы и центральный ионный канал.

Рецепторы второго типа, локализованные в мембранах и не связанные с каналами, подразделяют на 2 большие группы: каталитические рецепторы, обладающие собственной тирозинкиназной или гуанилатциклазной активностью, и рецепторы, взаимодействующие через G-белок с мембранным ферментом. Связывание лиганда (например, гормона) с рецептором на наружной стороне клеточной мембраны приводит к изменению активности цитоплазматического фермента, который, в свою очередь, инициирует клеточный ответ, т. е. через мембрану переносится информация, а не заряды или какие-либо растворённые молекулы.

В случае цитоплазматических рецепторов через мембрану проходит гормон, а информация о присутствии гормона в клетке с помощью рецептора передаётся в ядро.

Различные клетки организма в зависимости от выполняемых ими функций имеют определённый набор рецепторов. В мембране одной клетки может быть более десятка разных типов рецепторов. Взаимодействуя с рецептором, внеклеточные химические посредники оказывают влияние на метаболизм и функциональное состояние (пролиферация, секреция и т. д.) клеток-мишеней.