23.2.2 (二)受体

(二)受体

受体(receptor):细胞膜上或细胞内能特异识别物质活性分子并与之结合,进而引起生物学效应的特殊蛋白质,个别是糖脂。

配体(ligand):能与受体呈特异性结合的物质活性分子。细胞间信息物质就是一类最常见的配体;此外,药物、维生素和毒物也可作配体。

胞内受体:位于胞质和细胞核中,为DNA结合蛋白。

膜受体:存在于细胞质膜,为镶嵌糖蛋白。

1.受体的分类、一般结构及功能

膜受体

·环状受体:配体依赖性离子通道,主要受神经递质等信息物质调节。

·G蛋白偶联受体(GPCRs):即七个跨膜α螺旋受体(蛇型受体),全部是只含一条肽链的糖蛋白。主要参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控。

G蛋白:是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜浆面的外周蛋白,由三个亚基组成(α亚基45ku、β亚基35ku、γ亚基7ku)。

两种构象:非活化型——αβγ三聚体存在并与GDP结合;活化型——α亚基与GDP结合并导致βγ二聚体的脱落。

激动型G蛋白(Gs)、抑制型G蛋白(Gi)、磷脂酶C型G蛋白(Gp);各种G蛋白的α亚基均有一个可被霍乱毒素或百日咳毒素进行ADP-核糖基化的修饰部位。

这两种毒素能改变G蛋白的功能,霍乱毒素能激活Gs而激活AC;百日咳毒素能激活Gi而抑制AC。

·单个跨膜α螺旋受体:酪氨酸蛋白激酶受体型——与配体结合后即有酪氨酸蛋白激酶活性,既可导致受体自身磷酸化,又可催化底物蛋白的特定酪氨酸残基磷酸化。能与此类受体结合的配体主要有细胞因子(如白介素)、生长因子、胰岛素。

非酪氨酸蛋白激酶受体型——与配体结合后,可与酪氨酸蛋白激酶偶联而表现出酶活性。与细胞的增殖、分化、分裂及癌变有关。其下游分子常含有SH2结构域、SH3结构域、PH结构域等。

SH2结构域:能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合(与原癌基因scr编码的2结构域同源);SH3结构域:能与富含脯氨酸的肽段结合;PH结构域:能识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽,并能与G蛋白的βγ复合物结合;能与带电的磷脂结合。

转化生长因子β(TGFβ)受体:TGFβ通过受体的Ser/Thr蛋白激酶转导信息。

胞内受体:多为反式作用因子,当与相应配体结合后,能与DNA的顺式作用元件结合,调节基因转录。能与此受体结合的信息物质有类固醇激素、甲状腺素和维甲酸等。包括四个区域:

·高度可变区。位于N末端,具转录激活作用;还是抗体结合部位。

·DNA结合区。有锌指结构,能顺DNA螺旋旋转并与之结合。

·激素结合区。位于C末端,可与配体结合;与热休克蛋白结合;使受体二聚化;激活转录。

·铰链区。一短序列,可能有与转录因子相互作用和触发受体向核内移动的功能。

2.受体作用的特点 ①高度专一性;②高度亲和力;③可饱和性;④可逆性——受体与配体以非共价键结合;⑤特定的作用模式。

3.受体活性的调节 受体的数目减少和(或)对配体的结合力降低与失败。

受体活性调节的常见机制有:

磷酸化和脱磷酸化作用。如胰岛素受体和表皮生长因子受体的酪氨酸残基被磷酸化后,能促进受体与相应配体结合;类固醇激素受体磷酸化后则不能与其配体结合。

膜磷脂代谢的影响。膜磷脂在维持膜流动性和膜受体蛋白活性中起重要作用,质膜的磷脂酰乙醇胺被甲基化转变成磷脂酰胆碱后,可明显增强肾上腺素β受体激活AC的作用。

酶促水解作用。有些膜受体可通过内化(internalization)方式被溶酶体降解。

G蛋白的调节。G蛋白可在多种活化受体与AC之间起偶联作用,当一受体系统被激活而使cAMP水平升高时,就会降低同一细胞受体对配体的亲和力。