Автор: Авдонин П.В.Статей: 1Рецепторы Схема расположения гептаспирального рецептора в клеточной мембране. РЕЦЕПТОРЫАвторы: П.В. АвдонинРЕЦЕПТОРЫ (лат. receptor - получатель, приёмник, от recipio - получать, принимать), группа белков, с помощью которых клетки и организм в целом воспринимают действие внешних и внутренних раздражителей. Р. способны изменять свою пространственную конфигурацию в ответ на определённый тип раздражителя, активировать механизмы передачи (трансдукции) сигнала и запускать ответную реакцию клетки, оказывая влияние на её метаболизм и функциональное состояние (пролиферация, секреция и т. д.). В роли раздражителей могут выступать т. н. сигнальные молекулы, или лиганды (в т. ч. гормоны, медиаторы, факторы роста), и физич. факторы (темп-ра, кванты света, механич. воздействие). Разл. клетки организма в зависимости от их функции имеют свой набор Р. В соответствии с локализацией в клетке различают мембранные, цитоплазматические и ядерные Р. Классификация Р. также проводится на основе их структуры, механизмов передачи сигнала и природы лигандов. Большинство Р. представлено встроенными в плазматич. мембрану (интегральными) белками; при этом лиганд присоединяется к Р. с внешней стороны клетки. Мембранные Р. функционируют в виде гомо- или гетеродимеров и олигомеров. Образование гетеродимерных комплексов модулирует лигандную специфичность и расширяет сигнальные возможности рецепторов. Сигналы от Р. передаются на внутриклеточные и мембранные эффекторные системы - протеинкиназы и др. ферменты, ионные каналы, транскрипционные факторы, сократит. белки и некоторые др. мишени. Передача сигнала может происходить разными способами: в результате взаимодействия части молекулы Р., ориентированной внутрь клетки, с мишенями в своём ближайшем микроокружении; с помощью вторичных посредников (мессенджеров), действующих на относит. удалении от Р.; путём изменения электрич. потенциала плазматич. мембраны, благодаря чему сигнал распространяется по всей клеточной поверхности и может передаваться на большие расстояния. В большинстве случаев центр. роль в проведении внешних сигналов играет фосфорилирование соответствующих белков с участием протеинкиназ. Вторичными посредниками служат поступающие в цитоплазму клетки из внешней среды или из внутриклеточных органелл ионы кальция и образующиеся ферментативным путём циклич. аденозиндифосфатрибоза, циклич. аденозин- и гуанозинмонофосфаты, никотинатадениндинуклеотидфосфат, продукты расщепления липидов плазматич. мембраны - D-миоинозитол-1,4,5-трисфосфат, диацилглицерин, арахидоновая кислота. Самое большое семейство рецепторных белков образуют т. н. гептаспиральные Р. (содержат семь альфа-спиральных трансмембранных доменов, отсюда назв.). В связывании лигандов участвует N-концевой фрагмент (обычно гликозилирован) и др. части молекулы, расположенные с внешней стороны клеточной мембраны. С-концевой фрагмент и пептидные петли, обращённые внутрь клетки, сопряжены с ГТФ-связывающими G-белками - универсальными посредниками при передаче сигналов от этих Р., адапторными белками и т. н. каркасными белками, которые формируют примембранный «скелет», на котором крепятся компоненты эффекторных систем, участвующих в передаче сигналов от рецептора. У человека гептаспиральные Р. кодируются примерно 800 генами (ок. 3% от общего числа генов). Эти Р. осуществляют восприятие пахучих веществ, феромонов, молекул веществ горького и сладкого вкуса, большинства гормонов и нейромедиаторов, простагландинов, мн. других биологически активных соединений внутр. среды организмов, квантов света (родопсины) и т. д. Большая группа Р. плазматич. мембран обладает собственной протеинкиназной активностью. К их числу относятся рецепторные тирозинкиназы. Их лигандсвязывающий домен расположен на поверхности мембраны, а активный центр обращён внутрь клетки. При активации Р. происходит димеризация фермента и автофосфорилирование тирозиновых остатков в его С-концевых фрагментах. К остаткам фосфотирозина присоединяются адапторные белки, через которые запускаются процесс фосфорилирования ряда др. белков и активация факторов транскрипции соответствующих генов. Тирозинкиназы опосредуют действие инсулина и ряда белковых факторов роста. Рецепторные серин/треонинкиназы активируются морфогенетич. факторами роста, регулирующими эмбриональное развитие. Р. цитокинов, не обладая собственной киназной активностью, взаимодействуют с тирозинкиназами, которые автофосфорилируются при активации Р., а далее фосфорилируют соответствующие факторы транскрипции, запуская деление клеток. Р. Т- и В-лимфоцитов, распознающие антигены, присоединяют и активируют цитоплазматич. тирозиновые киназы семейства src. Р. аминокислот и сахаров у бактерий, этилена у растений состоят из рецепторного фермента гистидинкиназы и т. н. регулятора ответа - цитоплазматич. белка, передающего сигнал на эффекторную систему. Мембранные рецепторные гуанилатциклазы выявлены в сосудах, кишечнике, эпителии, фоторецепторных клетках. Их лигандом в сосудах является предсердный натрийуретический гормон, снижающий артериальное давление. Вторичным посредником в этом случае служит циклич. гуанозинмонофосфат; он активирует протеинкиназу, которая фосфорилирует клеточные белки, меняя их активность. Адгезивные Р., осуществляющие взаимодействие клеток между собой и с внеклеточным матриксом, - интегрины, кадгерины и селектины - передают системе цитоскелета информацию о миграции клетки или сцеплении с матриксом. Ионотропные Р. (лигандуправляемые ионные каналы) усиливают или тормозят клеточную активность путём изменения электрич. потенциала плазматич. мембраны. Р. этого типа участвуют в передаче нервных импульсов, сокращении мышечных клеток, секреции гормонов и медиаторов, в реакции фототропизма у растений. К возбуждающим относятся, напр., отд. типы Р. ацетилхолина, серотонина, АТФ, терморецепторы. Вызываемая ими деполяризация за счёт входа ионов натрия запускает потенциал действия и индуцирует открывание потенциалуправляемых кальциевых каналов. Активация Р. гамма-аминомасляной кислоты и глицина ведёт к открыванию каналов для ионов хлора, которые гиперполяризуют постсинаптическую мембрану. Ионотропные Р. представлены преим. в электровозбудимых клетках (нейронах, мышечных и секреторных клетках). Р., локализованные в цитоплазме или ядерном матриксе, связывают жирорастворимые вещества, свободно проникающие через липидный бислой плазматич. мембраны. У животных внутриклеточные Р. осуществляют рецепцию газов. Цитоплазматич. гуанилатциклаза служит Р. оксидов азота и углерода, аденилатциклаза - Р. аниона. Находящиеся в кровеносных сосудах Р. газов принимают участие в регуляции кровообращения. Ядерные Р. опосредуют, напр., действие на клетки стероидных и тиреоидных гормонов, витамина D 3, которые могут проходить через плазматич. мембраны за счёт диффузии. После присоединения лиганда ядерные Р. приобретают способность связываться с определёнными последовательностями в ДНК, вызывая усиление или подавление транскрипции соответствующих генов. Традиционно в физиологии Р. называются также концевые образования чувствит. нервных волокон, воспринимающие те или иные виды раздражителей (механорецепторы, в т. ч. фонорецепторы органов слуха; терморецепторы; фоторецепторы; хеморецепторы) и преобразующие их в нервные импульсы. Таким образом, Р. являются периферич. частью анализаторов. Они могут быть представлены свободными окончаниями афферентных (чувствительных) нейронов, разветвляющимися в тканях (напр., болевые Р.), или окружены спец. структурами (инкапсулированные Р. давления в коже, барорецепторы артериальных сосудов). Наиболее сложно организованы Р. слуховой системы млекопитающих (кортиев орган) и сетчатки глаза (колбочки, палочки). Анализ состояния внутр. среды организма осуществляют интероцепторы (интерорецепторы). Раздражения, действующие на организм из внешней среды, воспринимают высокоспециализиров. чувствит. образования (экстероцепторы, экстерорецепторы). Работа любого Р. сенсорных систем основана на изменении конформации рецепторных белков. Нарушения работы Р. являются причиной многих нейроэндокринных, сердечно- сосудистых, онкологич., неврологич. заболеваний. Лиганды Р. и ингибиторы сопряжённых с Р. сигнальных систем составляют большую часть (не менее 50%) от применяемых лекарственных средств. Литература Лит.: Авдонин П. В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций. М., 1994; Физиология человека: В 3 т. 3-е изд. М., 2005; Клетки / Ред. Б. Льюин и др. М., 2011; Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. М., 2011. Т. 1. |
 |