细胞受体是细胞信号传递所必需的蛋白质。当一个特定的信号分子(配位体)与其相应的受体绑定,这就像一个关键解锁门一样。配体的结合触发受体的变化,这导致了一系列下游信令动作和细胞内部的变化。
虽然有许多不同类型的受体,但它们可以大致分为细胞表面受体和胞内受体.本文将讨论主要受体类型的结构和功能,并举例说明其临床意义。
细胞表面受体
细胞表面(或跨膜)受体跨越细胞膜,为自身不能穿过细胞膜的配体提供细胞通道。这通常是因为这些配体是亲水的或大的,使它们无法通过等离子体膜.
细胞表面受体有三种主要类型:离子通道受体,G蛋白偶联受体(GPCR)和酶联受体。虽然这些受体都有独特的结构,但细胞表面受体通常由三个结构域组成:细胞外配体结合结构域、嵌在质膜内的疏水结构域和细胞内结构域。
离子通道受体
离子通道受体就像一扇打开的门,为离子进入细胞提供入口。例如,存在不同的子类型电压门控离子通道,打开或接近响应变化膜电位.另一个亚型,配体门通道根据特定配体(如神经递质)与细胞外结构域的结合而打开或关闭。当它们打开时,它们提供了一个通道,离子可以通过这个通道被动地进入细胞。
离子通道在许多过程中是至关重要的,例如在神经系统中。动作电位从一个神经元传递到另一个神经元依赖于钠离子和钾离子通过电压门控离子通道的流动。
G-蛋白偶联受体
GPCRs是一组不同的细胞表面受体,它们使用被称为G蛋白的特定蛋白质参与细胞信号传递。文中详细讨论了它们的结构和功能这篇文章.
酶联受体
酶连接受体是细胞表面受体,在其胞内结构域上有一个催化位点,该位点要么与酶有关,要么本身具有酶活性,使其能够催化化学反应。配体与细胞外结构域的结合导致酶的激活,并引发特定的反应。酶联受体的一个重要亚型是酪氨酸激酶受体.
酪氨酸激酶受体含有激酶-一种转移酶磷酸分子。在酪氨酸激酶的情况下,将磷酸分子转移到氨基酸酪氨酸中。当配体与酪氨酸激酶受体的细胞外结构域结合时,受体dimerises与其相邻的受体。
二聚作用触发磷酸化受体细胞内结构域的酪氨酸分子。磷酸化酪氨酸分子涉及许多不同的信号级联,这对于各种方法至关重要细胞分裂和伤口愈合.
胞内受体
细胞内(或内部)受体在细胞质或细胞核中发现细胞内。他们的配体往往很小,疏水(即脂质可溶性)分子,其可以自身通过血浆膜弥漫。在细胞内,这些配体与其特定的细胞内受体结合以形成a中的复杂,然后与细胞核中的DNA结合,直接影响基因转录和蛋白质合成。
与细胞表面受体一样,细胞内受体也具有三个核心结构域。这些包括A.配体结合域,DNA结合域和氨基末端(与基因转录机械相互作用)。结合细胞内受体的配体的实例包括性激素,甲状腺激素和脂溶性维生素。
临床意义
受体功能障碍与癌症
酪氨酸激酶受体对机体的生长、信号传导和细胞分化至关重要。许多生长因子与酪氨酸激酶受体共同作用,导致细胞分裂。虽然对细胞存活和增殖至关重要,但酪氨酸激酶信号必须严格调控,因为失调与某些癌症有关。
慢性髓系白血病(CML)是由突变引起的酪氨酸激酶活性增加。这导致骨髓中髓细胞的增殖增加。慢性粒细胞白血病的治疗被酪氨酸激酶抑制剂比如伊马替尼,它能特异性地阻止癌细胞生长,同时保留非突变细胞。
病毒进入细胞
内源性配体结合受体进入细胞,但病毒也可以这样做。不是受体结合触发生理信号级联,病毒结合并劫持受体,而是通过允许病毒进入细胞来促进感染。例如,艾滋病毒通过与CD4 T细胞和巨噬细胞的CD4受体结合而感染它们。新冠病毒的病原体SARS-CoV-2通过与血管紧张素转换酶2结合进入细胞。血管紧张素转换酶2是在肺、心脏、肾脏等各种器官中发现的受体。