Receptor celular

Receptor celular

Esquema de receptor transmembrana. I: espai extracelar; I: espai intracelar; P: membrana plasmática.

En biologia celar el terme receptors designa a les proteïnes o glicoproteínas que permeten l'interacció de determinades substàncies (lligant) en els mecanismes del metabolisme de la cèla. Estan presents en la membrana plasmática, en les membranes dels orgànuls, en el citosol celar o en el núcleu celar, a les que s'unixen específicament atres substàncies químiques anomenades molècules señalizadoras, com les hormonas i els neurotransmissors. L'unió d'una molècula señalizadora als seus receptors específics desencadena una série de reaccions en l'interior de les cèlules (transducció de senyal), el resultat final de la qual depén no solament de l'estímul rebut, sino de molts atres factors, com l'estadi celar, la presència de patógenos, l'estat metabòlic de la cèla, etc.

Tipos de receptors per mecanisme

Receptors acoplats a proteïnes G

Artícul principal → Receptor acoplat a proteïnes G.

Són un conjunt vast de receptors acoplats a proteïnes G que basen el seu model funcional en la transducció de senyals: una proteïna s'unix al receptor i genera una cascada de senyals (transducció de senyals) que deriva en un comportament biològic concret. El 40% dels medicaments actuals tenen com a fi últim l'activació d'estos receptors. Existixen 6 subtipos de receptors acoplats a proteïnes G que es distinguixen per la similitut proteica, el seu mecanisme o la seua funció.^{cita requerida}

1. Similars a la rodopsina. Engloba un conjunt ampli de subfamílies de receptors, com la subfamília de receptors de dopamina, essencials per a la supervivència per la seua implicació primordial en el mecanisme de recompensa, o la subfamília de receptors d'histamina, que tenen implicació en el sistema immune.
2. Família de receptors de secretina. Engloba un conjunt important de subfamílies de receptors.

1. Família de receptors metabotrópicos de glutamato i feromones. Engloba un conjunt de receptors basats en mensagers secundaris i atres receptors relacionats en el gust.
2. Receptors de feromones d'emparellament per fongos.
3. Receptors d'AMP Cíclico.
4. Frizzled / Smoothened.

Receptors basats en l'obertura d'un canal iònic

Són un conjunt important de receptors que basen el seu model funcional en l'obertura d'un canal iònic de sodi (Na+), calcio (Ca²⁺) o clor (Cl^-). Una proteïna s'unix a un receptor i provoca l'obertura d'un canal iònic per a on discorren certs ions, positius o negatius, que provoquen una resposta biològica concreta.

1. GABA
   1. alfa (α)
   2. beta (β)
   3. gamma (γ)
   4. delta (δ)
   5. epsilon (ε)
   6. pi (π)
   7. theta (θ)
   8. rho (ρ)
2. Glicina
   1. alfa (α)
   2. beta (β)
3. Serotonina
   1. 5-HT3
4. Acetilcolina nicotínica
   1. alfa (α)
   2. beta (β)
   3. gamma (γ)
   4. delta (δ)
   5. epsilon (ε)
5. Zinc activat

Receptors lligats a enzima

Són un conjunt de receptors que basen el seu model funcional en l'increment de l'activitat enzimàtica. Una proteïna s'unix al receptor i provoca una activitat enzimàtica concreta a nivell intracelar.

1. Receptor del factor de creiximent epidérmico (ErbB).

ErbB1,

ErbB2,

ErbB3,

ErbB4

1. Factor Neurotrófico Derivat de la Llínea Celar Glial (GFRa).

GFRa1,

GFRa2,

GFRa3,

GFRa4

1. Receptor de péptidos natriuréticos (NPR).

NPR1,

NPR2,

NPR3,

NPR4

1. Receptor de neurotrofinas (TRK).

TrkA,

TrkB,

TrkC,

p75

1. Receptor de tipo Toll.

Receptors transmembrana

Els receptors transmembrana són proteïnes que s'estenen per tota la gruixa de les membranes de la cèla, denominades proteïnes transmembranals.

Membrana plasmática

En la membrana plasmática un extrem del receptor es troba fòra de la cèlula (domini extracelar) i un atre extrem del receptor dins (domini intracelar). Quan el domini extracelar reconeix a una hormona, la totalitat del receptor sofrix un canvi en la seua conformació estructural que afecta al domini intracelar, conferint-li una nova acció. En este cas, l'hormona (o un atre lligant) <o>no travessa la membrana plasmática</o> per a penetrar en la cèla. Encara que un receptor senzill pot transducir alguna senyal despuix de l'unió delligant, lo més freqüent és que l'unió delligant provoque l'associació de vàries molècules receptores. Els principals tipos de receptors transmembrana són els següents:

Receptors en activitat tirosina quinasa intrínseca

Dins d'este grup estan els receptors de la major part dels factors de creiximent, (com EGF, TGF-alfa, HGF, PDGF, VEGF, FGF), i el receptor d'insulina. Els receptors d'esta família tenen un domini extracelar d'unió alligant, un domini transmembrana, i un domini intracelar en activitat tirosina quinasa intrínseca. Quan s'unix elligant, el receptor es dimeriza, lo que induïx la autofosforilación de les tirosinas del domini intracelar i activa la tirosina quinasa, que fosforila (i per tant activa) moltes molècules efectoras en cascada, de forma directa o per mig de proteïnes adaptadoras. Estos receptors poden activar cascades de senyalisació diferents, com per eixemple:

• la cascada de les MAP kinasas (per mitogen-activated protein), en activació de la proteïna d'unió a GTP denominada Ras, i síntesis i activació de factors de transcripció com FOS i JUN, que estimulen la producció de nous factors de creiximent, de receptors per a dits factors i de proteïnes que controlen l'entrada de la cèlula en el cicle celar
• la cascada de la PI3K (fosfoinositol 3-quinasa), que activa la quinasa Akt, implicada en proliferació celar i supervivència celar per inhibició d'apoptosis

En molts tipos de càncer s'han detectat alteracions en l'activitat tirosina quinasa del receptor i mutacions, per lo que estes molècules són dianes terapèutiques molt importants.

Vore també: Receptor tirosina quinasa i Receptor intracelar

Receptors que carixen d'activitat intrínseca i recluten quinasas

En este grup s'inclouen els receptors de moltes citoquinas, com IL-2, IL-3, interferón α, β i γ, eritropoyetina (EPO), hormona del creiximent i prolactina. La transmissió de la senyal d'estos receptors provoca l'activació de membres de la família de quinasas denominades JAK (Janus quinasas). Estes quinasas activen factors de transcripció citoplásmicos cridats STATs (per signal transducers and activation of transcription), que es translocan al núcleu i activen la transcripció de gens específics. En atres casos, estos receptors activen la cascada de les MAP-quinasas.

Receptors acoplats a proteïnes G

Artícul principal → Receptors acoplats a proteïnes G.

En este cas, la transducció de la senyal es realisa a través de proteïnes triméricas d'unió a GTP (proteïnes G), que consten de 7 hèlices transmembrana i constituïxen la major família de proteïnes receptores (1% del genoma humà). Hi ha un gran número de ligandos que utilisen estos receptors, com les quimiokinas, vasopresina, serotonina, histamina, adrenalina, noradrenalina, calcitonina, glucagón i hormona paratiroidea, entre uns atres. Moltes drogues farmacèutiques comunes tenen com a diana estos receptors. L'unió delligant provoca canvi de conformació i activació del receptor, que pot interaccionar en moltes atres proteïnes G. La forma inactiva unix GDP, mentres que la forma activa unix GTP. En alguns casos, esta via de senyalisació inclou AMPc com a segon mensager.

Reconeiximent de l'hormona pels receptors transmembrana

El reconeiximent de l'estructura química d'una hormona pel receptor de l'hormona utilisa els mateixos mecanismes d'enllaç no covalente com els ponts d'hidrogen, forces electrostàtiques, forces hidrófobas i de Van der Waals. L'equivalència entre l'unió hormona-receptor i l'hormona lliure és igual a: [H] + [R] <-> [HR], en

___*$K_d=\frac{[H]*[R]}{[HR]}$
[R]=receptor; [H]=hormona lliure; [HR]=receptor unit a l'hormona

Lo important de la força de la senyal transmesa pel receptor és la concentració de complexos hormona-receptor, que és definida per l'afinitat que existix entre l'hormona en el seu receptor, per la concentració de l'hormona i per la concentració del receptor. La concentració d'hormona circulant és el punt principal de la força de la senyal, sempre que els atres dos valors siguen constants. En reaccions ràpides, la producció d'hormones per les cèlules pot almagasenar-se en forma de prohormonas, i ràpidament transformar-se i lliberar-se quan siga necessari. També la cèlula pot modificar la sensibilitat del receptor, per eixemple per la fosforilación. També per la variació del número de receptors que poden modificar la força total de senyalisació en l'interior de la cèla.

Membranes del ER i del Golgi

Els receptors transmembrana (TM) dels orgànuls Retícul endoplasmático i del Aparat de Golgi reben ligandos no hormonals, com a proteïnes solubles presents dins dels seus compartimento de membrana.

Receptors nuclears

Artícul principal → Receptor nuclear.

Els receptors nuclears són proteïnes solubles localisades en el núcleu celar (envoltura nuclear o nucleoplasma). L'hormona que passa a través de la membrana plasmática, alcança el receptor i inicia la cascada de senyals. Els receptors nuclears són activadores de la transcripció genètica, activats per ligandos, que es transporten en elligant o hormona, que passen a través de la membrana nuclear a l'interior del núcleu celar i activen la transcripció de certs gens i per lo tant la posterior producció d'una proteïna. Els ligandos típics dels receptors nuclears són hormones lipofílicas com les hormones esteroideas, per eixemple la testosterona, la progesterona i el cortisol, derivats de la vitamina A i vitamina D. Estes hormones eixerciten una funció molt important en la regulació del metabolisme, en les funcions de molts òrguens, en el procés de desenroll i creiximent dels organismes i en la diferenciació celar. L'importància de la força de la senyal és la concentració d'hormona, que està regulada per:

• Biosíntesis i secreció d'hormones pels òrguens endocrinos: Per eixemple l'hipotàlem rep informació, tant elèctrica com a bioquímica. L'hipotàlem produïx factors liberador d'hormones que actuen sobre l'hipòfisis i activa la producció d'hormones hipofisarias, les quals activen els òrguens endocrinos que finalment produïxen les hormones per als teixits diana. Este sistema jerarquizado permet l'amplificament de la senyal original que procedix de l'hipotàlem. La lliberació d'hormones enlentece la producció d'estes hormones per mig d'una inhibició reactiva (feedback), per a evitar una producció aumentada.
• Disponibilitat de l'hormona en la citoplasma: Moltes hormones poden ser convertides en formes de depòsit per la cèlula diana per al seu posterior us. Est reduïx la cantitat d'hormona disponible.
• Modificació de les hormones en el teixit diana: Algunes hormones poden ser modificades per la cèlula diana, de modo que no activen el receptor hormonal i aixina reduïxen la cantitat d'hormones disponibles. Els receptors nuclears que són activats per hormones activen receptors específics de l'ADN cridats elements sensibles a hormones (HREs, de l'anglés Hormone Responsive Elements), que són seqüències d'ADN que estan situats en la regió promotora dels gens que són activats pel complex hormona receptor. Com este complex activa la transcripció de determinats gens, estes hormones també es diuen inductores de l'expressió genètica. L'activació de la transcripció de gens és molt més llenta que les senyals que directament afecten a proteïnes ya existents. Com a conseqüència, els efectes d'hormones que s'unixen a receptors nuclears es produïxen a llarc determini. No obstant la senyal de transducció a través de receptors solubles afecta solament a algunes proteïnes. Els detalls de la regulació genètica encara no són del tot coneguts. Tots els receptors nuclears tenen una estructura modular similar:

N-AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFF-C

a on CCCC és el domini d'unió a l'ADN que conté dits de zinc, EEEE és el domini d'unió alligant. L'últim és també responsable de la dimerización de la majoria dels receptors nuclears més importants que s'unixen a l'ADN. Com a tercera funció, contenen elements estructurals que són responsables de la transactivación, usada per a la comunicació en l'aparat de la traducció o síntesis de proteïnes. Els dits de zinc en el domini que s'unix l'ADN, estabilisa l'unió en l'ADN per mig de contactes en fosfat de l'esquelet de l'ADN. Les seqüències d'ADN que fan joc en el receptor són normalment repetició hexaméricas, tant invertides com evertidas. Les seqüències són prou paregudes, pero la seua orientació i distància són els paràmetros pels que els dominis que s'unixen a l'ADN dels receptors poden distinguire de forma diferent.

Receptors esteroideos

Artícul principal → Receptors esteroideos.

Els receptors esteroideos són un subtipo de receptors nuclears localisats permanentment en la citoplasma. En absència d'hormona esteroidea, els receptors estan units en un complex denominat complex aporreceptor, que conté proteïnes chaperonas o carabina, també conegudes com proteïnes de choc tèrmic o de calor (HSPs de l'anglés Heat Shock Proteins). Les HSPs són necessàries en l'activació del receptor perque ajuda a canviar la seua conformació que li permet unir-se a la seqüència de bases de l'ADN. Els receptors esteroides també poden tindre un efecte repressiu sobre l'expressió genètica quan el domini de transactivación estiga amagat, per lo que no es pot activar la transcripció. com a resultat d'atres formes de senyal de transducció, per eixemple com per un factor de creiximent. Este comportament és cridat crosstalk.

RXS i receptors òrfens

Artícul principal → Receptor orfe.

Estos receptors moleculars poden ser activats per:

• Una hormona clàssica que entra en la cèlula per difusió.
• Una hormona que va ser sintetisada en la cèla, com per eixemple retinol, d'un precursor o prohormona, que pot ser transportada cap a la cèlula a través del torrent sanguíneu.
• Una hormona que va anar completament sintetisada en l'interior de la cèlula per eixemple, les prostaglandinas. Estos receptors estan localisats en el núcleu i no estan acompanyats de proteïnes carabina. En absència d'hormona, s'unix a la seua seqüència específica d'ADN inactivando un gen. Quan s'activen per les hormones, s'activa la transcripció de gens que estaven reprimits.

Vore també

• Receptor hormonal

Enllaços externs

• El contingut d'est artícul incorpora material d'una entrada de l'Enciclopedia Libre Universal, publicada en castellà baix la llicència Creative Commons Compartir-Igual 3.0.