受体 (生物化学)

✍ dations ◷ 2025-05-16 08:48:22 #受体

受体(receptors),又称受器、接收器,是一个生物化学上的概念,指一类能传导细胞外信号,并在细胞内产生特定效应的分子。产生的效应可能仅在短时间内持续,比如改变细胞的代谢或者细胞的运动。也可能是长效的效应,比如上调或下调某个或某些基因的表达。

受体通过与特定的配体结合而感知到细胞外的信号。随后,受体的结构发生变化,并诱导细胞内产生相应的效应。受体通过信号级联效应,逐步以指数级扩大细胞内产生的效应的强度。信号级联的第一步可能是产生cAMP等第二信使分子,诱导下一级反应。根据受体所在的位置,可以分为细胞表面受体和细胞内受体两类。其中细胞表面受体位于细胞表面,处于内环境中的配体可以直接与之结合。大部分的细胞内受体都属于核受体。在未与配体结合时,这些受体位于细胞质中,配体需要穿过细胞膜进入细胞内,才能与该受体结合。在与配体结合后,核受体会转入细胞核中发挥效应。另一类细胞内受体是细胞内的酶、RNA、核糖体等,配体通过与这些受体结合发挥效应。

细胞表面受体是一类位于细胞表面的受体,可与细胞外的配体结合结合,并引发细胞内的反应。目前已发现的细胞表面受体中,较经典的有5类:G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor)、受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinases)、鸟苷酸环化酶偶联受体(Guanylate cyclase-coupled receptor)、离子通道(ion channel),以及黏附受体(adhesion receptor),其中以G蛋白偶连受体的数量最多,相关的研究也是最深入的,诺贝尔化学奖以及诺贝尔生理医学奖都有授予给G蛋白偶联受体的研究者的纪录。

G蛋白偶联受体是目前发现最主要的一种细胞表面受体,对它的研究也是最透彻的。G蛋白偶联受体可分为A-F六类,不同分类之间并没有显著的同源关系。G蛋白偶联受体的一个特征是,它有一个穿膜7次结构域的受体,肽链的N端位于细胞外侧,C端则位于细胞内。另一个特征则是该受体与G蛋白偶联。G蛋白通常含有三个亚基α、β、γ,其中α亚基静息状态下与GDP结合。当受体被配体激活后,受体会使与G蛋白结合的GDP转化为GTP,从而使G蛋白活化,α亚基分离,引起下一步反应,通过肌醇三磷酸(IP3)、cAMP等第二信使引发下一级反应。

受体酪氨酸激酶是一类有着单次穿膜结构域的受体,在细胞内侧偶联着酪氨酸激酶。当该类受体激活后,内侧的酪氨酸激酶会发生活化,对蛋白肽链上的酪氨酸(Tyr)进行磷酸化,进而产生下一步效应。胰岛素受体(英语:insulin receptor)、IGF1R,以及IGF2R(英语:IGF2R)都属于受体酪氨酸激酶。

鸟苷酸环化酶偶联受体(Guanylate cyclase-coupled receptor),亦称为受体鸟苷酸环化酶(Receptor guanylate cyclase),是一种单次穿膜的细胞表面受体,该受体因为可在激活后将鸟苷酸环化为cGMP,以cGMP分子作为第二信使而得名。在人体内,因为不同组织中鸟苷酸环化酶偶联受体的类型不同,这类受体的具体功能也不同。肾脏中的心房利钠肽(ANF)受体NRP1(英语:NRP1)、NRP2(英语:NRP2)、NRP3(英语:NRP3)就属于鸟苷酸环化酶偶联受体。另外,亦存在位于细胞内的鸟苷酸环化酶偶联受体,比如可溶性一氧化氮激活鸟苷酸环化酶(soluble NO-activated guanylate cyclase)。

离子通道是一类位于细胞表面的蛋白,平时属于关闭状态,离子不能通过,在被激活后,通道才会打开,离子方可通过离子通道转移到细胞膜另一侧。一类离子通道,即配体门控离子通道(英语:Ligand-gated ion channel)(Ligand-gated ion channel)可在与配体结合后激活,使对应的离子得以通过。神经突触中突触后膜上的毒蕈碱受体就是一类配体门控离子通道,在与乙酰胆碱结合后,会打开离子通道,允许钙离子(Ca2+)、钠离子(Na+)内流,引发突触后膜兴奋。

黏附受体(adhesion receptor)是一类与细胞黏附(英语:cell adhesion)相关的受体,主要接收与细胞黏附的信号。细胞膜上的整合素就是一种黏附受体。整合素在细胞外会与配体胶原蛋白、硫酸乙酰肝素(英语:Heparan sulfate)等结合,而细胞内的结构域则是与细胞骨架结合(结合可能是直接结合,也可能由talin蛋白(英语:Talin Protein)等作为连接的中间体),通过感知细胞外胶原蛋白等的变化,调节细胞内的细胞极性(英语:cell polarity)、细胞生长存活状态,以及基因表达强度等,同时,整合素也可以反过来对细胞外产生影响,如调节细胞黏附和迁移,以及细胞外基质的聚合。

位于细胞内的受体称为细胞内受体。大部分的细胞内受体是核受体,在未激活时位于细胞质中。因为配体需要穿过细胞膜,扩散入细胞质中后才可以与核受体结合,因而核受体的配体大部分是小分子脂类物质。核受体在与配体结合后,会进入细胞核内,对基因的表达进行调控,因而核受体可认为是一类转录因子。因为核受体的效应是改变基因表达,因而相比细胞表面受体,核受体产生效应所需时间相对较长,同时产生的效应相对也能持续较长时间。

除核受体外,还有一类细胞内受体的化学本质是细胞内的酶、结构性蛋白、核糖体或RNA。比如药物(配体)甲氧苄氨嘧啶(英语:trimethoprim)可以作用于受体微管、红霉素可以作用于细菌的50s核糖体亚基。

受体在接受胞外信号后,会向细胞内传递信号。在这个过程中,信号通过不断向下一级传递的方式逐渐增大,这个过程称为信号级联。虽然受体最初只能产生小部分的效应分子,但每个效应分子又能激活几个下一级的信号分子,这样,一个受体的信号会以指数级的方式不断扩大,最后在细胞内产生明显的效应,比如使数个基因的表达发生变化。一些受体在激活后会产生一些效应分子,如cAMP等,并由这些分子开始信号级联反应,这样的分子称为第二信使。

受体脱敏(desensitization)是指受体在反复受到配体刺激活化后,对配体反应的敏感性的强度下降的现象。在药理学中,快速抗药(英语:Tachyphylaxis)即由受体脱敏造成。受体脱敏的一种机制是,受体通过内吞作用被运回细胞内部,使细胞表面的受体数量减少,能与内环境中配体结合的受体也就减少。此外,一部分受体,如一些离子通道,在激活后需要经过一定的静息期方可再次被激活。

1878年,朗格莱(Langley)提出了最早的受体假设,他用“受体物质”来解释阿托品和毛果芸香碱对猫唾液分泌的拮抗作用。1913年,欧利希(Ehrlich)根据实验结果提出了“锁和钥匙”的药物与受体的互补关系,但当时认为受体和配体都是静止不动的。1933年,克拉克(Clark)在研究药物对蛙心的量效关系中,定量的阐明了药物于受体的相互作用。这些说法为受体学说奠定了基础。

20世纪50-60年代,Ariens和斯蒂芬森(Stephenson)从实验发现药物产生最大效应不一定占领全部受体,由此提出的备用受体学说和速率学说,从动力学的角度解释了受体拮抗剂和激动剂的作用。

20世纪70年代以后,随着蛋白质晶体学的发展,许多配体和受体的结构被人们所认识,从而阐明了受体亚型、离子通道等的分布和功能。变构学说彻底打破了蛋白质静止不动的认识,认为受体在有活性与无活性的构象状态间转化。1977年,格里夫斯(Greaves)提出的能动受体学说,把受体的微观变化同生理、生化或药理反应相联系,说明了受体在细胞膜内传递信息的作用机制。

Template:Cell surface receptors(英语:Template:Cell surface receptors)Template:Immunoglobulin superfamily immune receptors(英语:Template:Immunoglobulin superfamily immune receptors)

Template:genarch(英语:Template:genarch)

相关

  • LOINC观测指标标识符逻辑命名与编码系统(Logical Observation Identifiers Names and Codes,LOINC) 是一部数据库和通用标准,用于标识检验医学及临床观测指标。LOINC数据库旨在促进临
  • 洗衣粉洗衣粉是洗衣服时,添加溶解在水中来清洗,使衣服更容易洗净的粉状物。洗衣粉的成分一般主要包括表面活性剂、软水剂、碱剂、漂白剂等,其中一些化合物或造成水污染。洗衣粉并不适
  • 海狮作战阿道夫·希特勒 埃里希·雷德尔(海军) 赫尔曼·戈林(空军)温斯顿·丘吉尔 杜德利‧庞德(海军) 西里尔·内维尔(空军)海狮计划(德语:Unternehmen Seelöwe)是第二次世界大战时纳綷
  • 5s22,8,18,8,2蒸气压第一:549.5 kJ·mol−1 第二:1064.2 kJ·mol−1 第三:4138 kJ·mol主条目:锶的同位素锶(Strontium,旧译作鎴)是一种化学元素,它的化学符号是Sr,它的原子序数是38,
  • 木骨架木骨架是一种将木柴利用雌雄榫连结在一起 ,以构成建筑结构的的建筑技术。这一技术的历史可以追溯到几千年前,在世界各地的建筑中都有应用。 欧洲地区主要应用在12世纪至19世纪
  • 枢纽关节枢纽关节(Hinge joint),是于一个平面内移动的关节。在枢钮关节中,一个圆柱体镶嵌在一个弯曲的凹窝中。这些骨块可上下运动,但无法左右移动。膝是一种枢钮关节,由股骨腓骨和胫骨所
  • 英国医学总会医学总会(英语:General Medical Council,缩写作 GMC)是英国一个收费的注册慈善团体,根据《1858年医学法令》成立,拥有法定义务管有英国执业医生的登记名册。医学总会也负责管制英
  • 2015年国际足联女子世界杯2015年国际足联女子世界杯(英语:2015 FIFA Women's World Cup)为第 7 届国际足联女子世界杯于2015年6月6日至7月5日在加拿大举行,是加拿大首次承办女子世界杯。2015年参赛球队数
  • 卷舌卷舌音,又称翘舌音、舌尖后音。指辅音的舌尖音中,舌尖和上颚前部接触以形成对气流的阻碍而发出来的音。国际音标中采用以下的符号来记录卷舌音,是在对应的齿龈音符号的右下加上
  • 乔治·科瓦尔乔治·科瓦尔(俄语:Жорж (Георгий) Абра́мович Кова́ль,IPA:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","