Механизм передачи сигнала в клетку определяется особенностями свойств рецептора.
Выделяют несколько систем передачи сигналов. Пусковой механизм для каждой системы может быть различен и определяется свойствами рецептора , но общие особенности передачи сигнала одинаковы у всех: сигнал взаимодействует с рецептором; активированный рецептор взаимодействует с клеточными механизмами, создавая второй сигнал или изменяя активность специфического клеточного белка; метаболическая активность клетки-мишени подвергается изменению и наконец, по окончанию действия сигнала клетка возвращается к своему исходному состоянию. Молекулярные подробности механизма передачи сигнала в клетку определяет тип рецептора. С позиций молекулярной биологии рецепторы — это генетически детерминированные макромолекулярные сенсоры (простые белки, глико-и липопротеины), локализованные в специализированных образованиях клетки (плазматическая мембрана, цитозоль, ядро), обеспечивающие при специфическом взаимодействии с физиологически значимыми сигналами химической и физической природы трансформацию и передачу заключенной в них информации на пострецепторные структуры, инициируя каскад биохимических и / или физико-химических процессов, приводящих к конкретному ответу клетки-мишени на раздражитель.
Все рецепторы можно разделить на две группы
Все многообразие клеточных рецепторов в зависимости от их локализации в клетке можно разделить на 2 большие группы :
рецепторы плазматической мембраны
внутриклеточные рецепторы .
Рецепторы плазматической мембраны клеток обеспечивают узнавание, связывание и передачу регуляторного сигнала внутрь клетки и относятся к одному из трех суперсемейств.
7
-сегментные
трансмембранные рецепторы (7-transmembranesegmentreceptots) 7-TMС являются
интегральными мембранными белками
с семью трансмембранными спиральными
сегментами, соединенными гидрофильными
внеклеточными и внутриклеточными
петлями. Внутриклеточные петли этих
рецепторов содержат центры связывания
G-белка. Поэтому 7-TMС
рецепторы иногда называют рецепторами,
связанными с G-белком (G-protein-coupledreceptors—GPCRs),
а по форме расположения полипептидной
цепи в мембране, напоминающей змею –
серпентиновыми рецепторами. При
связывании лиганда эти рецепторы
косвенно активируют (через связанный
с нимG-белок) ферменты
внутри клеток, которые катализируют
образование внутриклеточных вторичных
посредников
Рис11-3. Типы рецепторов
Односегментные трансмембранные каталитически» рецепторы (single-transmembranesegmentreceptors) 1-TMС — являются интегральными мембранными белками с одним трансмембранным сегментом и глобулярными доменами на экстраклеточной и внутриклеточной поверхностях мембраны. Внеклеточный домен содержит участок узнавания и связывания лиганда, а внутриклеточный домен, инициирующий каскад биохимических реакций в клетке в ответ на образование лигандорецепторного комплекса, обладает каталитической активностью (гуанилатцикпазной, тирозинкиназной и др.) Когда один из таких рецепторов активируется внеклеточным лигандом, его внутриклеточный домен катализирует образование внутриклеточных вторичных посредников
Каналообразующие рецепторы (channel-formingreceptors) — состоят из ассоциированных белковых субъединиц, каждая из которых содержит несколько трансмембранных сегментов . Эти олигомерные структуры являются лигандозависимыми ионными каналами. Лигандами таких ионных каналов обычно являются нейромециаторы Это самые простые сигнальные преобразователи, которые открываются и закрываются (отсюда термин "ворота") в ответ на присоединение химических лигандов или изменений трансмембранного потенциала.
Внутриклеточные рецепторы расположены в цитозоле или ядре и после связывания со своими специфическими лигандами (примером может служить рецептор стероидного гормона эстрогена), изменяют скорость транскрипции специфических генов и трансляции их с образованием белков.
Более подробная классификация рецепторов может быть представлена в следующей таблице
Таблица 11.1.Классификация рецепторов
Мембранные рецепторы
7ТМС рецепторы взаимодействуют с гетеротримерными G–белками
1ТМС рецепторы
Рецепторы со свойствами гуанилатциклазы
Рецепторы со свойствами тирозинкиназы
Рецепторы, взаимодействующие с тирозинкиназами
Рецепторы со свойствами протеинфосфатаз
Рецепторы со свойствами СЕР/ТРЕ протеинкиназ
Ионные каналы
Лигандзависимые
Потенциалзависимые
Щелевые контакты
Ядерные и цитозольные рецепторы
Класс I– ядерные или цитоплазматические, без лиганда связаны с белками теплового шока
Класс II- ядерные, не связаны с белками теплового шока