CCF20080601005

Rys. 16-13. Większość cząsteczek sygnałowych wiąże się z receptorem białkowym na powierzchni komórki. Przedstawiono strukturę przestrzenną ludzkiego hormonu zrostu (kolor czerwony) związanego ze swoim receptorem. Związanie tego hormonu owoduje zbliżenie się dwóch identycznych białek receptorowych (jedno zaznaczono olorem zielonym, drugie - niebieskim). Przedstawioną strukturę uzyskano dzięki korzystaniu krystalografii rentgenowskiej do analizy kompleksów tworzonych przez irmon wzrostu i zewnątrzkomórkowe domeny receptorów otrzymane metodą kombinacji DNA. Wiązanie hormonu aktywuje cytoplazmatyczne enzymy, które są cno związane z cytozolowymi domenami receptorów transbłonowych (nie pokazano). : A. M. deVos, M. Ultsch, A. A. Kossiakoff, Science 255: 306-312,1992.© AAAS)

sygnału wewnątrzkomórkowego, który generują po związaniu zewnątrz-omórkowej cząsteczki sygnałowej. W przypadku receptorów jonotropo-ych sygnałem takim jest przepływ jonów, prowadzący do efektu elek-ycznego (rys. 16-14A). Receptory metabotropowe aktywują grupę białek eiązanych z błoną komórkową (trimeryczne białka wiążące GTP lub iłka G), które następnie ulegają dysocjacji, a ich części dyfundują płaszczyźnie błony komórkowej, inicjując kaskadę kolejnych efektów ys. 16-14B). Receptory katalityczne w wyniku aktywacji uruchamiają roją aktywność enzymatyczną lub przyłączają enzymy znajdujące się komórce (rys. 16-14C). Uruchomienie aktywności enzymatycznej pro-• adzi do powstania wielu nowych sygnałów, w tym małych cząsteczek yalnianych do cytozolu.

Liczba różnych typów receptorów w obrębie omówionych trzech klas st większa niż liczba działających na nie sygnałów zewnątrzkomórko-rch, ponieważ dla wielu zewnątrzkomórkowych cząsteczek sygnałowych lieje więcej niż jeden typ receptora. Na przykład neuroprzekaźnik

błona komórkowa

RECEPTOR BĘDĄCY KANAŁEM JONOWYM (JONOTROPOWY)

jony

CYTOZOL

cząsteczka sygnałowa

receptor

RECEPTOR WSPÓŁDZIAŁAJĄCY Z BIAŁKIEM G (METABOTROPOWY) cząsteczka sygnałowa

białko G

enzym

zaktywowane białko G

uaktywniony

enzym

RECEPTORY WYKAZUJĄCE AKTYWNOŚĆ ENZYMATYCZNĄ (KATALITYCZNE)

steczka sygnałowa irmie dimeru

Rys. 16-14. Receptory na powierzchni komórki należą do trzech podstawowych klas. (A) Receptor będący kanałem jonowym (receptor jonotropowy) otwiera się (lub zamyka, czego nie pokazano) w odpowiedzi na związanie swoistej cząsteczki sygnałowej. (B) Gdy receptor współpracujący z białkiem G (receptor metabotropowy) zwiąże swoistą zewnątrzkomórkową cząsteczkę sygnałową, sygnał przechodzi najpierw do białka wiążącego GTP (trimeryczne białko G), oddziałującego z receptorem. Następnie zaktywowane białko G opuszcza receptor i aktywuje enzym docelowy (lub kanał jonowy, czego nie pokazano) w błonie komórkowej. Dla uproszczenia białko G pokazano tu jako pojedynczą cząsteczkę; jak później zobaczymy, w rzeczywistości jest ono kompleksem trzech podjednostek, które mogą dysocjować. (C) Receptor wykazujący aktywność enzymatyczną (receptor katalityczny) po związaniu zewnątrzkomórkowej cząsteczki sygnałowej włącza aktywność enzymatyczną przy swoim drugim końcu, we wnętrzu komórki. Chociaż wiele receptorów katalitycznych dysponuje własną aktywnością enzymatyczną (lewa strona), niektóre z nich wykorzystują przyłączone enzymy (prawa strona)

uaktywniona domena katalityczna

cząsteczka sygnałowa

LUB

uaktywniony

enzym

nieaktywna domena katalityczna

Ogólne zasady sygnalizacji komórkowej

543