Каталитические рецепторы

Классификация и общий принцип работы

Каталитические рецепторы получили свое название благодаря тому, что их внутриклеточная часть обладает способностью ускорять химические реакции. Глобально эту группу делят на два основных подтипа в зависимости от того, какой именно фермент активируется на внутренней стороне мембраны:

1. Рецепторы с тирозинкиназной активностью. Это подавляющее большинство всех каталитических рецепторов.
2. Рецепторы, связанные с гуанилатциклазой. Самое малочисленное семейство трансмембранных рецепторов.

Независимо от подтипа, общий принцип остается единым: молекула вещества (лиганд) связывается с наружной частью рецептора, что мгновенно «включает» фермент на его внутреннем конце.

Рецепторы с тирозинкиназной активностью

Для этого типа структур характерно взаимодействие с такими важными молекулами, как факторы роста, различные цитокины и инсулин.

Механизм передачи сигнала:

• Сначала лиганд присоединяется к рецептору на поверхности клетки.
• Это событие немедленно активирует фермент тирозинкиназу, расположенную на внутриклеточном домене.
• Активированная тирозинкиназа начинает процесс фосфорилирования — она присоединяет фосфатные группы к определенным внутриклеточным белкам.
• В результате такого фосфорилирования белки-мишени меняют свою пространственную конфигурацию и активность, передавая сигнал дальше по клетке.

Механизм активации рецептора инсулина

Рецептор инсулина — классический и важнейший пример тирозинкиназного рецептора. Он имеет сложную структуру и состоит из четырех субъединиц, которые ковалентно связаны между собой:

• Две $\alpha$-субъединицы располагаются полностью вне клетки. Именно они отвечают за распознавание и связывание молекулы инсулина.
• Две $\beta$-субъединицы пронизывают клеточную мембрану насквозь. Именно их внутриклеточные «хвосты» обладают тирозинкиназной активностью.

Этапы работы рецептора:

1. Молекула инсулина стыкуется с наружными $\alpha$-субъединицами.
2. Это взаимодействие приводит к изменению конформации мембранных $\beta$-субъединиц — они физически сближаются друг с другом.
3. Запускается процесс трансфосфорилирования (или аутофосфорилирования): одна $\beta$-субъединица ферментативно фосфорилирует соседнюю по специфическим остаткам аминокислоты тирозина.
4. Появившиеся фосфорилированные остатки тирозина начинают играть роль «посадочных площадок». К ним присоединяются специальные белки инсулинового рецептора, которые становятся новыми субстратами и несут сигнал вглубь клетки.

Рецепторы, связанные с гуанилатциклазой

Это семейство рецепторов является самым малочисленным среди трансмембранных сенсоров. Их главные лиганды — натрийуретические пептиды. Классическим физиологическим примером является предсердный натрийуретический пептид В-типа. Этот гормон секретируется желудочками сердца в ситуации, когда в организме происходит чрезмерное увеличение объема циркулирующей крови.

Механизм действия гуанилатциклазных рецепторов:

• Связывание натрийуретического пептида снаружи клетки стимулирует ферментативную активность гуанилатциклазы внутри.
• Активированный фермент запускает реакцию превращения молекулы ГТФ (гуанозинтрифосфата) в цГМФ (циклический гуанозинмонофосфат).
• Образовавшийся цГМФ выступает в роли мощного внутриклеточного сигнала, регулирующего ответ тканей (например, сосудов и почек) на перегрузку объемом.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Функции и эффекты фосфорилированных белков-мишеней инсулинового каскада
• Роль натрийуретического пептида В-типа в регуляции объема циркулирующей крови
• Рецепторы факторов роста и цитокинов: сходства и отличия от рецептора инсулина
• Механизмы дальнейшей передачи сигнала от циклического ГМФ внутри клетки

Другие темы раздела «Общие вопросы фармакологии»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.