- คุณสมบัติ
- ประเภท
- ตัวรับเมมเบรนถูกผูกไว้กับช่องไอออน
- ตัวรับเยื่อที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์
- ตัวรับเมมเบรนคู่หรือเชื่อมโยงกับโปรตีน G
- พวกเขาทำงานอย่างไร?
- ตัวอย่าง
- อ้างอิง
รับเมมเบรนมีระดับของตัวรับโทรศัพท์มือถือที่อยู่บนพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ที่ช่วยให้การตรวจสอบสารเคมีตามธรรมชาติของพวกเขาไม่สามารถข้ามเมมเบรน
โดยทั่วไปตัวรับเมมเบรนเป็นโปรตีนเมมเบรนที่เชี่ยวชาญในการตรวจจับสัญญาณทางเคมีเช่นฮอร์โมนเปปไทด์สารสื่อประสาทและปัจจัยทางโภชนาการบางอย่าง ยาและสารพิษบางชนิดสามารถจับกับตัวรับประเภทนี้ได้
แผนผังตัวแทนของตัวรับเมมเบรน ลิแกนด์ที่อยู่ด้านนอกของเมมเบรน (1) ปฏิสัมพันธ์ของตัวรับลิแกนด์ - เมมเบรน (2) และ (3) เหตุการณ์การส่งสัญญาณที่ตามมา (ที่มา: Wyatt Pyzynski ผ่าน Wikimedia Commons)
พวกมันถูกจัดประเภทตามประเภทของน้ำตกภายในเซลล์ที่พวกมันอยู่คู่กันและเป็นสิ่งที่กำหนดผลสุดท้ายต่อเซลล์ที่เกี่ยวข้องเรียกว่าเซลล์เป้าหมายหรือเซลล์เป้าหมาย
ดังนั้นจึงมีการอธิบายกลุ่มใหญ่ ๆ สามกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่เชื่อมโยงกับช่องไอออนกลุ่มที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์และกลุ่มที่เชื่อมโยงกับโปรตีนกรัมการจับตัวของลิแกนด์กับตัวรับทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามรูปแบบในตัวรับที่ก่อให้เกิดน้ำตกการส่งสัญญาณภายในเซลล์ใน เซลล์เป้าหมาย
โซ่สัญญาณที่เชื่อมต่อกับตัวรับเมมเบรนทำให้สามารถขยายสัญญาณและสร้างการตอบสนองชั่วคราวหรือถาวรหรือการเปลี่ยนแปลงในเซลล์เป้าหมาย สัญญาณภายในเซลล์เหล่านี้เรียกรวมกันว่า "ระบบถ่ายทอดสัญญาณ"
คุณสมบัติ
หน้าที่ของตัวรับเมมเบรนและตัวรับประเภทอื่น ๆ โดยทั่วไปคืออนุญาตให้มีการสื่อสารของเซลล์ระหว่างกันในลักษณะที่อวัยวะและระบบต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตทำงานร่วมกันเพื่อรักษาสภาวะสมดุลและ ตอบสนองต่อคำสั่งโดยสมัครใจและอัตโนมัติที่ออกโดยระบบประสาท
ดังนั้นสัญญาณทางเคมีที่ทำหน้าที่บนเมมเบรนในพลาสมาสามารถกระตุ้นการปรับเปลี่ยนฟังก์ชันต่างๆภายในเครื่องจักรทางชีวเคมีของเซลล์และกระตุ้นการตอบสนองที่เฉพาะเจาะจงหลายหลาก
ผ่านระบบขยายสัญญาณสิ่งกระตุ้นเดียว (ลิแกนด์) สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวในทันทีทางอ้อมและระยะยาวปรับเปลี่ยนการแสดงออกของยีนบางตัวภายในเซลล์เป้าหมาย
ประเภท
ตัวรับเซลล์แบ่งตามตำแหน่งของมันเป็นตัวรับเมมเบรน (ตัวรับที่สัมผัสในเยื่อหุ้มเซลล์) และตัวรับภายในเซลล์ (ซึ่งอาจเป็นไซโตพลาสซึมหรือนิวเคลียร์)
ตัวรับเมมเบรนมีสามประเภท:
- เชื่อมโยงกับช่องไอออน
- เชื่อมโยงกับเอนไซม์
- เชื่อมโยงกับโปรตีน G
ตัวรับเมมเบรนถูกผูกไว้กับช่องไอออน
เรียกอีกอย่างว่า ligand-gated ion channels เป็นโปรตีนเมมเบรนที่ประกอบด้วยหน่วยย่อย 4 ถึง 6 หน่วยที่ประกอบกันในลักษณะที่ปล่อยให้เป็นช่องกลางหรือรูพรุนซึ่งไอออนผ่านจากด้านหนึ่งของเมมเบรนไปยังอีกด้านหนึ่ง
ตัวอย่างของตัวรับ acetylcholine ตัวรับที่เชื่อมโยงกับช่องไอออน มีการแสดงสถานะของโครงสร้างทั้งสาม (ที่มา: Laozhengzz จาก Wikimedia Commons)
ช่องเหล่านี้ข้ามเมมเบรนและมีส่วนปลายนอกเซลล์ซึ่งเป็นที่ตั้งที่มีผลผูกพันสำหรับลิแกนด์และอีกด้านหนึ่งภายในเซลล์ที่ในบางช่องมีกลไกประตู บางช่องมีไซต์ลิแกนด์ภายในเซลล์
ตัวรับเยื่อที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์
ตัวรับเหล่านี้ยังเป็นโปรตีนทรานส์เมมเบรน พวกมันมีส่วนปลายนอกเซลล์ที่นำเสนอไซต์ที่มีผลผูกพันสำหรับลิแกนด์และที่เกี่ยวข้องกับการสิ้นสุดภายในเซลล์ของเอนไซม์ที่ทำงานโดยการจับของลิแกนด์กับตัวรับ
ตัวรับเมมเบรนคู่หรือเชื่อมโยงกับโปรตีน G
G-protein-pair receptors มีกลไกทางอ้อมในการควบคุมการทำงานภายในเซลล์ของเซลล์เป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของตัวแปลงสัญญาณที่เรียกว่าโปรตีนที่มีผลผูกพัน GTP หรือโปรตีนที่มีผลผูกพันหรือโปรตีน G
ตัวรับที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G ทั้งหมดนี้ประกอบด้วยโปรตีนเมมเบรนที่ข้ามเมมเบรนเจ็ดครั้งและเรียกว่าตัวรับเมตาโบโทรปิก มีการระบุตัวรับหลายร้อยตัวที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G ที่แตกต่างกัน
พวกเขาทำงานอย่างไร?
ในตัวรับที่ถูกผูกไว้กับช่องไอออนการผูกของลิแกนด์กับตัวรับทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวรับที่สามารถปรับเปลี่ยนประตูย้ายผนังของช่องสัญญาณให้เข้าใกล้หรือห่างกันมากขึ้น ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงปรับเปลี่ยนทางเดินของไอออนจากด้านหนึ่งของเมมเบรนไปยังอีกด้านหนึ่ง
ตัวรับที่เชื่อมโยงกับช่องไอออนนั้นส่วนใหญ่มีความเฉพาะเจาะจงสำหรับไอออนชนิดหนึ่งซึ่งเป็นเหตุให้มีการอธิบายตัวรับสำหรับช่อง K +, Cl-, Na +, Ca ++ ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีช่องที่อนุญาตให้ไอออนสองชนิดหรือมากกว่านั้นผ่านได้
ตัวรับที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับไคเนสของโปรตีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเอนไซม์ไทโรซีนไคเนส ไคเนสเหล่านี้จะทำงานเมื่อลิแกนด์จับกับตัวรับที่ไซต์ที่มีผลผูกพันภายนอกเซลล์ Kinases phosphorylate โปรตีนเฉพาะในเซลล์เป้าหมายปรับเปลี่ยนการทำงานของเซลล์
ตัวอย่างของตัวรับเมมเบรนที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ไทโรซีนไคเนส (ที่มา: Laozhengzz จาก Wikimedia Commons)
ตัวรับที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G กระตุ้นการลดหลั่นของปฏิกิริยาทางชีวเคมีซึ่งจะปรับเปลี่ยนการทำงานของโปรตีนต่างๆในเซลล์เป้าหมาย
โปรตีน G มีสองประเภท ได้แก่ โปรตีน heterotrimeric G และโปรตีน monomeric G ทั้งสองไม่มีผลผูกพันกับ GDP แต่ด้วยการผูกลิแกนด์กับตัวรับ GDP จะถูกแทนที่ด้วย GTP และโปรตีน G จะทำงาน
ในโปรตีน heterotrimeric G หน่วยย่อยαที่เชื่อมโยงกับ GTP แยกตัวออกจากคอมเพล็กซ์ßγทำให้โปรตีน G ถูกกระตุ้น ทั้งยูนิตย่อยαที่ผูกกับ GTP และฟรีßγสามารถเป็นสื่อกลางในการตอบสนอง
แผนผังของตัวรับโปรตีน G (ที่มา: Bensaccount ที่ English Wikipedia ผ่าน Wikimedia Commons)
โปรตีนโมโนเมอริก G หรือโปรตีน G ขนาดเล็กเรียกอีกอย่างว่าโปรตีน Ras เนื่องจากได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรกในไวรัสที่สร้างเนื้องอกที่เป็นเนื้อร้ายในหนู
เมื่อเปิดใช้งานกลไกเหล่านี้จะกระตุ้นกลไกที่เกี่ยวข้องกับการรับส่งข้อมูลและการทำงานของเซลล์และโครงกระดูกเป็นหลัก (การปรับเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงการขนส่ง ฯลฯ )
ตัวอย่าง
ตัวรับ acetylcholine ซึ่งเชื่อมโยงกับช่องโซเดียมที่เปิดขึ้นเมื่อจับกับ acetylcholine และทำให้เกิดการแบ่งขั้วของเซลล์เป้าหมายเป็นตัวอย่างที่ดีของตัวรับเมมเบรนที่เชื่อมโยงกับช่องไอออน นอกจากนี้ยังมีตัวรับกลูตาเมตอีก 3 ชนิดที่เป็นตัวรับไอโอโทรปิก
กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งในระบบประสาท ตัวรับไอโอโนโทรปิกสามประเภท ได้แก่ ตัวรับ NMDA (N-methyl-D-aspartate), AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionate) และ kainate (กรด ไคนิก)
ชื่อของพวกเขาได้มาจาก agonists ที่กระตุ้นพวกเขาและช่องทั้งสามประเภทนี้เป็นตัวอย่างของช่อง excitatory ที่ไม่ได้เลือกเนื่องจากอนุญาตให้มีการไหลของโซเดียมและโพแทสเซียมและในบางกรณีแคลเซียมจำนวนเล็กน้อย
ตัวอย่างของตัวรับที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ ได้แก่ ตัวรับอินซูลินตระกูล TrK ของตัวรับหรือตัวรับ neurotrophin และตัวรับสำหรับปัจจัยการเจริญเติบโตบางอย่าง
ตัวรับ G-protein-ควบคู่ที่สำคัญที่สุด ได้แก่ muscarinic acetylcholine receptors, β-adrenergic receptors, olfactory system receptors, metabotropic glutamate receptors ตัวรับฮอร์โมนเปปไทด์หลายชนิดและตัวรับ rhodopsin ของระบบจอประสาทตา
อ้างอิง
- ภาควิชาชีวเคมีและชีวฟิสิกส์โมเลกุล Thomas Jessell, Siegelbaum, S. , & Hudspeth, AJ (2000) หลักวิทยาศาสตร์ประสาท (เล่ม 4, หน้า 1227-1246) ER Kandel, JH Schwartz และ TM Jessell (Eds.) นิวยอร์ก: McGraw-hill
- Hulme, EC, Birdsall, NJM และ Buckley, NJ (1990) ชนิดย่อยของตัวรับ Muscarinic การทบทวนเภสัชวิทยาและพิษวิทยาประจำปี, 30 (1), 633-673
- Cull-Candy, SG และ Leszkiewicz, DN (2004) บทบาทของชนิดย่อยของตัวรับ NMDA ที่แตกต่างกันที่ซิแนปส์ส่วนกลาง วิทย์ STKE, 2547 (255), re16-re16.
- วิลเลียม FG & Ganong, MD (2005). ทบทวนสรีรวิทยาทางการแพทย์. พิมพ์ในสหรัฐอเมริกา, Seventeenth Edition, Pp-781
- Bear, MF, Connors, BW, & Paradiso, MA (Eds.) (2007) ประสาทวิทยา (ฉบับ 2) Lippincott Williams และ Wilkins