細胞生物學：受體與信號的接收
發布時間：2014-12-29 共1頁
細胞通訊中，由信號傳導細胞送出的信號分子必須被靶細胞接收才能觸發靶細胞的應答，接收信息的分子稱為受體（ receptor），信號分子則被稱為配體（ligand）。
■ 受體存在的部位
信號分子識別并結合的受體通常位于細胞質膜或細胞內，所以有兩類受體：
● 表面受體（surface receptor）
于細胞質膜上的稱為表面受體（surface receptor）
● 細胞內受體（intracellular receptor）
位于胞質溶膠、核基質中的受體稱為細胞內受體（intracellular receptor）。
表面受體主要是同大的信號分子或小的親水性的信號分子作用，傳遞信息。而細胞內受體主要是同脂溶性的小信號分子作用（圖5-5）。
圖5-5 細胞表面受體與細胞內受體
■ 細胞內受體
細胞內受體通常有兩個不同的結構域， 一個是與DNA結合的結構域， 另一個是激活基因轉錄的N端結構域。此外有兩個結合位點，一個是與配體結合的位點，位于C末端，另一個是與抑制蛋白結合的位點，在沒有與配體結合時，則由抑制蛋白抑制了受體與DNA的結合，若是有相應的配體，則釋放出抑制蛋白（圖5-6）。
圖5-6 細胞內受體的結構示意圖
細胞內受體在接受脂溶性的信號分子并與之結合形成受體-配體復合物后就成為轉錄促進因子，作用于特異的基因調控序列，啟動基因的轉錄和表達（圖5-7）。
圖5-7 糖皮質激素受體激活
（a） 類固醇激素通過擴散穿過細胞質膜；（b）激素分子與胞質溶膠中的受體結合；（c）抑制蛋白與受體脫離，露出與DNA結合和激活基因轉錄的位點；（d）被激活的復合物進入細胞核；（e）與DNA增強子區結合；（f）促進受激素調節的基因轉錄。
■ 細胞表面受體
位于細胞質膜上的受體稱為表面受體，主要有三種類型∶離子通道偶聯受體（ion-channel linked receptor）、G-蛋白偶聯受體（G-protein linked receptor）、酶聯受體（enzyme-linked receptor）（圖5-8）。
圖5-8 三種類型的細胞表面受體
（a）離子通道偶聯受體；（b）G-蛋白偶聯受體；（c）酶聯受體。
● 離子通道偶聯受體（ino-channel linked receptor）
具有離子通道作用的細胞質膜受體稱為離子通道受體， 這種受體見于可興奮細胞間的突觸信號傳導，產生一種電效應（圖5-9）。
圖5-9 離子通道偶聯受體與信號傳導
?、賱幼麟娢坏竭_突觸末端，引起暫時性的去極化；②去極化作用打開了電位門控鈣離子通道，導致鈣離子進入突觸球；③Ca2+濃度提高誘導分離的含神經遞質分泌泡的分泌，釋放神經遞質；④Ca2+引起儲存小泡分泌釋放神經遞質；⑤分泌的神經遞質分子經擴散到達突觸后細胞的表面受體；⑥神經遞質與受體的結合，改變受體的性質；⑦離子通道開放，離子得以進入突觸后細胞；⑧突觸后細胞中產生動作電位。
煙堿樣乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptor）是研究得比較清楚的離子通道偶聯受體，它存在于脊椎動物骨骼肌細胞以及某些魚的放電器官細胞的質膜上，受體與乙酰膽堿結合，引起Na+通道的開放，Na+流入靶細胞，使得質膜去極化并引起細胞的收縮。
如何通過實驗分離煙堿樣乙酰膽堿受體并證明煙堿樣乙酰膽堿受體具有通道偶聯受體的作用？
● G-蛋白偶聯受體（G-protein linked receptor）
這類受體的種類很多，在結構上都很相似∶都是一條多肽鏈，并且有7次α螺旋跨膜區（圖5-10）。這種7次跨膜受體蛋白的超家族包括視紫紅質（脊椎動物眼中的光激活光受體蛋白），以及脊椎動物鼻中的嗅覺受體。
圖5-10 G-蛋白偶聯受體的結構
每一種G-蛋白偶聯受體都有7個α螺旋的跨膜區，信號分子與受體的細胞外部分結合，并引起受體的細胞內部分激活相鄰的G-蛋白。
● 酶聯受體（enzyme linked receptor）
這種受體蛋白既是受體又是酶，一旦被配體激活即具有酶活性并將信號放大，又稱催化受體（catalytic receptor）。按照受體的細胞內結構域是否具有酶活性將此類受體分為兩大類：缺少細胞內催化活性的酶聯受體和具有細胞內催化活性的酶聯受體。
舉例說明什么是缺少細胞內催化活性的酶聯受體和具有細胞內催化活性的酶聯受體？
非酪氨酸激酶受體（nonreceptor tyrosine kinases）就是缺少細胞內催化活性的酶聯受體。雖然這種受體本身沒有酶的結構域，但實際效果與具有酶結構域的受體是一樣的（圖5-11）。
圖5-11 缺少細胞內酪氨酸激酶的酶聯受體
受體與酪氨酸激酶是分開的，配體與受體結合后，受體形成二聚體，兩個酪氨酸激酶分別與受體結合并被激活。
細胞內具有催化結構域的酶聯受體有很多種類型， 包括具有鳥苷環化酶活性受體和磷酸酶的活性（圖5-12a，b）受體、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性受體或酪氨酸蛋白激酶的活性的受體（圖5-12c，d）。
圖5-12 具有細胞內催化結構域的酶聯受體
