Příklad 3 receptorového proteinu: Měli byste vědět

by

Receptorové proteiny jsou nedílnou součástí biochemie a farmakologie. Pomáhají při přenosu chemických signálů přes plazmatickou membránu.

Existují různé typy receptorových proteinů. Tento článek vrhne světlo na některé široce studované receptorové proteiny s ohledem na jejich roli při přenosu signálu.

Příklady receptorových proteinů:

  • Receptor tyrosinkinázy
  • Jaderné receptory
  • Ligandem řízené iontové kanály
  • Receptory spřažené s G proteinem

Následující části budou podrobně diskutovat o výše uvedených receptorových proteinech.

Receptor tyrosinkinázy

Receptorové tyrosinkinázy (RTK) hrají klíčovou roli v progresi různých typů rakoviny.

Dosud je u lidí identifikováno 58 RTK. Proteiny receptoru RTK regulují normální buněčné procesy tím, že umožňují určitým hormonům a polypeptidovým růstovým hormonům vstoupit do buňky. RTK jsou dvou typů: receptorové RTK a nereceptorové RTK. Receptorové RTK sestávají z transmembránové domény, zatímco nereceptorové RTK postrádají transmembránovou doménu.

Receptor epidermálního růstového faktoru a receptor nervového růstového faktoru jsou prvními RTK, které byly objeveny v 1960. letech 20. století. Od té doby bylo dosud identifikováno XNUMX tříd RTK.

Některé z nich jsou: MuSK RTK, TIE RTK, sirotčí receptory podobné RTK, související s receptorovou tyrosinkinázou, leukocytární receptorovou tyrosinkinázou, rodinou receptorů diskoidinové domény, protoonkogenní tyrosin-proteinkinázou, RET protoonkogenem, receptorem epidermálního růstového faktoru, tyrosin-proteinkinázový receptor, inzulínový receptor.

Receptory Eph, receptory růstového faktoru odvozeného od destiček, receptor růstového faktoru hepatocytů, vaskulární endoteliální růstový faktor, receptory Trk, receptory fibroblastového růstového faktoru a kináza 4 karcinomu tlustého střeva.

příklad receptorového proteinu
Receptor tyrosinkinázový receptor z Wikimedia

Inzulínový receptor RTK tvoří v přítomnosti inzulínu dimer spojený disulfidovými vazbami. Jakmile se ligand (inzulin) naváže na extracelulární doménu receptoru, stimuluje tvorbu dimeru. Jediná entita dimeru má tři části: intracelulární C koncovou doménu, hydrofobní 25-38 aminokyselin dlouhou transmembránovou oblast a extracelulární N koncovou doménu.

Externí N koncová oblast váže ligand, jako je růstový faktor nebo inzulín. Je známo, že vnitřní C koncová oblast má konzervované oblasti, které katalyzují autofosforylaci RTK substrátů.  

V přítomnosti ligandu vázajícího se na extracelulární oblast receptorového proteinu se tvoří dimery, které naopak aktivují intracelulární C oblast, která katalyzuje autofosforylaci aktivovaného receptoru.

Jaderné receptory

Jaderné receptory jsou schopny reagovat na hormony štítné žlázy a steroidní hormony. Jakmile jsou tyto receptory aktivovány, regulují expresi různých genů, čímž udržují homeostázu organismu.  

Jaderné receptory jsou také známé jako transkripční faktory, protože přímo regulují expresi určitých genů. Jaderný receptor je aktivován pouze v přítomnosti ligandu, který upreguluje nebo downreguluje expresi požadovaného genu.

Jaderné receptory se liší od ostatních receptorů ve své schopnosti přímo ovlivňovat genovou regulaci, což z nich činí základní třídu receptorů, které mají být studovány.

Ligandy jaderných receptorů jsou obecně lipofilní povahy. Některé z těchto ligandů jsou; Vitamin A a D, xenobiotické hormony a endogenní hormony.  

Mechanismy jaderných receptorů jsou kategorizovány do dvou širokých tříd: typ I a typ II. Jaderné receptory typu I jsou umístěny v cytosolu a jaderné receptory typu II jsou umístěny v jádře. Lipofilní ligandy difundující přes plazmatickou membránu aktivují tyto jaderné receptory a stimulují downstream signální kaskádu, která nakonec up-reguluje nebo down-reguluje genovou expresi.

Typ I

Jakmile se nukleární receptory typu I aktivují v cytosolu, přemístí se do jádra a navážou se na elementy hormonální odezvy (specifické sekvence DNA). Estrogenové receptory, progesteronové receptory a androgenní receptory jsou několika příklady jaderných receptorů typu I.

DNA/jaderný receptor pak přepisuje DNA do messenger RNA, což zase vede k expresi proteinu.

Typ II

Receptory jádra typu II jsou umístěny v jádře. Tyto receptory jsou vázány na korepresorové proteiny v nepřítomnosti ligandů. Jakmile se ligandy navážou na jaderné receptory, jsou korepresory nahrazeny koaktivátory, které aktivují receptor. Aktivovaný receptor se pak váže na DNA, aby pomocí jiných polymerázových proteinů přepsal DNA na messenger RNA.

Receptor kyseliny retinové a receptor hormonu štítné žlázy jsou dva příklady jaderných receptorů typu II.

Existují dva další typy mechanismů: typ III a typ IV.

Typ III

Stejně jako jaderné receptory typu I se tato třída receptorů také váže na DNA jako homodimery.

Typ IV

Tyto typy jaderných receptorů jsou schopné vázat se na DNA jako monomery i dimery.

Ligandem řízené iontové kanály

V přítomnosti chemického posla umožňují iontové kanály řízené ligandem transport iontů Ca2+, Na+ a K+ přes plazmatickou membránu.

Neurotransmiter uvolněný při excitaci presynaptického neuronu se váže na receptory.

To vede ke konformační změně v receptoru, která zase umožňuje iontům proudit přes buněčnou membránu, což nakonec vede k depolarizaci nebo hyperpolarizaci pro excitační nebo inhibiční reakci, v daném pořadí.

Ligandem řízené iontové kanály se skládají z extracelulární domény vázající ligand a transmembránové oblasti sestávající z iontového póru.

Ligandem řízené iontové kanály pomáhají při konverzi presynaptických chemických signálů na postsynaptické elektrické signály. Existují tři rodiny liganových iontových kanálů: ATP-gované kanály, cys-loop receptory a ionotropní glutamátové receptory.  

Receptory spřažené s G proteinem

Receptory spřažené s G proteinem jsou běžně známé jako heptahelické receptory, protože procházejí buněčnou membránou sedmkrát.

Jedná se o evolučně příbuzné receptorové proteiny, které po aktivaci regulují buněčné procesy. Tyto receptory se aktivují buď v přítomnosti nebo nepřítomnosti ligandů. Ligandy se mohou vázat buď na transmembránové helixy, nebo na extracelulární N-konce.

Je zajímavé, že receptory spojené s G proteinem jsou přítomny pouze v eukaryotech. Ligandy receptorů spřažených s G proteinem se liší od malých peptidů po velké proteiny. Hormony, neurotransmitery a feromony jsou některé z ligandů receptorů spřažených s G proteinem.

Dvě dráhy související s receptory spřaženými s G proteinem jsou signální dráha fosfatidylinositolu a signální dráha cAMP.

Konformační změnu v receptoru spřaženém s G proteinem lze pozorovat, když se na něj naváže ligand a ten pak působí jako guanin nukleotidový výměnný faktor (GEF). Aktivovaný receptor spřažený s G proteinem pak dále aktivuje sousední G protein nahrazením GDP GTP. GTP navázaná α podjednotka receptoru spřaženého s G proteinem se poté oddělí od původní jednotky a iniciuje intracelulární signalizaci.

Různé role, které hrají receptory spřažené s G proteinem, se podílejí na metastázování a růstu nádorů, regulují náladu a chování, stimulují čich, udržují homeostázu, nervové systémy, sympatiku i parasympatiku jsou regulovány receptory spřažené s G proteinem, regulují imunitní systém a hustotu buněk.

Existují různé třídy receptorů spřažených s G proteinem, viz; houbové párovací feromonové receptory, rhodopsin-like, frizzled, metabotropní glutamát, rodina sekretinových receptorů a cyklinové AMP receptory.

Přibližně 831 lidských genů kóduje receptory spojené s G proteinem.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Celkově lze dojít k závěru, že existují různé typy receptorových proteinů, které hrají klíčovou roli v regulaci buněčných procesů.

Také čtení: