6

Лекция 18

Клеточная поверхность: рецепторы, передача сигнала

Все клетки должны иметь механизмы, позволяющие им контролировать состояние окружающей среды и отвечать на происходящие изменения. В плазматических мембранах бактериальных, растительных и животных клеток содержатся множество специализированных рецепторных молекул, которые, взаимодействуя с внеклеточными компонентами, вызывают специфические клеточные ответы. Одни рецепторы связывают питательные вещества или метаболиты, другие – гормоны или нейромедиаторы, третьи участвуют в межклеточном узнавании и адгезии или связывании клеток с нерастворимыми компонентами внеклеточной среды. Работа большинства рецепторных систем включает следующие стадии: 1)связывание лиганда или агониста с рецептором, расположенным на клеточной поверхности; 2) передачу внутрь клетки информации о связывании вещества с рецептором; 3) клеточный ответ, который в свою очередь делится на первичный и вторичный. Это бурно развивающая область исследований благодаря применению молекулярно – биологических подходов имеет блестящие перспективы. Становится ясно, что многочисленные, на первый взгляд не связанные с друг с другом рецепторные системы имеют в своей основе много общего. Идентифицировано несколько семейств рецепторных белков с гомологичными первичными структурами; каждый белок связывается с характерным для него лигандом, что вызывает специфический клеточный ответ. Такие «суперсемейства» состоят из структурно родственных, но функционально различающихся белков. Это предполагает наличие неких модульных конструкций не только среди рецепторных белков в пределах данного семейства, но также среди других компонентов рецепторных систем, так что варианты одной и той же основной структуры рецепторного белка могут удовлетворять разнообразные потребности различных типов клеток, взаимодействующих с разными эффекторами. В частности, совершенно очевидна ключевая роль GTP– связывающих белков (G–белков) и продуктов распада фосфатидилинозитола в самых разных системах.

Таблица Некоторые суперсемейства структурно родственных рецепторов эукариот

1. Иммуноглобулиновое суперсемество – множество разнообразных функций

Т – клеточный рецептор (α, β – субъединицы)

Главный комплекс гистосовместимости класса II(α, β – субъединицы)

Антиген – 3, связанный с функцией лимфоцитов (LFA– 3)

CD– 2 (T–клеточныйLFA– 2)

IgA/IgM – рецептор

F_c – рецептор IgG

IgE– рецептор с высоким сродством (α – субъединица)

Поверхностные иммуноглобулины (тяжёлые, лёгкие цепи)

N–САМ

Гликопротеин, ассоциированный с миелином

2. Интегрины – связывание с компонентами внеклеточного матрикса и белками адгезии

Фибронектиновые рецепторы

Витронектиновые рецепторы

Гликопротеиновый комплекс тромбоцитов (IIb/IIIa)

Лейкоцитарные белки адгезии (LFA– 1,Macl,p150/95)

Очень поздние Т – клеточные антигены (семейство VLA)

3. Рецепторы митогенов/факторов роста, обладающие тирозинкиназной активностью

Рецептор фактора роста эпидермиса

Рецептор фактора роста производных тромбоцитов (PDGF)

Инсулиновый рецептор

Рецептор инсулинового фактора роста – 1 (IGF– 1)

Рецептор фактора роста – 1, стимулирующего образование колоний (CSF– 1)

(4) Рецепторы нейромедиаторов/ионные каналы – каналы, функционирующие как рецепторы

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (nAChR)

Рецептор γ – аминомасляной кислоты (ГАМК)

Глициновый рецептор

5. Рецепторы, активирующие G – белки

β – Адренергические рецепторы (β₁, β₂)

α – Адренергические рецепторы (α₁, α₂)

Опсины (родопсин)

Мускариновые ацетилхолиновые рецепторы (М₁, М₂)

Рецепторы, ответственные за тип спаривания дрожжей (α, а) – активация G– белков предполагается

Рецептор субстанции К – активация G–белков предполагается

5. Различные рецепторы

(А) Асиалогликопротеиновые рецепторы

Лимфоцитарный UgE– рецептор с низким сродством (функция неизвестна)

(Б) Рецептор инсулиноподобного фактора роста – 2 (IGF– 2)

Катионнезависимый рецептор маннозо – 6 – фосфата

Катионнезависимый рецептор маннозо – 6 – фосфата (внецитоплазматический домен)