细胞表面受体及相关功能

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简介

细胞表面是细胞最外层，与外部环境相互作用。它是一个动态而复杂的结构，由各种生物分子组成，包括脂质、蛋白质和碳水化合物。

细胞表面在细胞与其环境之间的通讯中起着至关重要的作用，这种通讯是由细胞表面受体介导的。细胞表面受体是跨膜蛋白，它们与细胞外环境中的特定分子结合，并将信号传递到细胞内环境以引发细胞反应。

在本教程中，我们将探讨不同类型的细胞表面受体、它们的功能以及信号转导机制。我们还将讨论细胞表面受体在各种生理过程中（包括发育、免疫反应和细胞生长）的重要性。

细胞表面受体的类型

有几种类型的细胞表面受体，每种受体都有独特的结构和功能。三种主要的细胞表面受体类型是：

• 离子通道连接受体；

• G蛋白偶联受体 (GPCR)；以及

• 酶连接受体。

离子通道连接受体

• 离子通道连接受体是完整的膜蛋白，它们在细胞膜上形成一个孔，允许离子穿过细胞膜。

• 这些受体参与神经系统中信号的传递，并负责疼痛、触觉、味觉和嗅觉的感觉。

• 配体与受体的结合引起构象变化，打开或关闭离子通道，允许离子流入或流出细胞。

• 这种离子流产生沿神经细胞传递的电信号。

  • 离子通道连接受体的例子包括烟碱型乙酰胆碱受体、γ-氨基丁酸 (GABA) 受体和谷氨酸受体。

G蛋白偶联受体 (GPCR)

• GPCR 是最大的细胞表面受体家族，参与调节广泛的生理过程，包括视觉、味觉、嗅觉和激素信号传导。

• GPCR 是七次跨膜结构域蛋白，跨越细胞膜，具有细胞外的 N 末端和细胞内的 C 末端。

• 配体与受体的结合引起构象变化，激活受体细胞内侧的 G 蛋白。

• 然后，G 蛋白激活效应蛋白，例如酶或离子通道，导致产生第二信使，例如环磷酸腺苷 (cAMP) 或三磷酸肌醇 (IP3)。然后，第二信使引发细胞反应。

  • GPCR 的例子包括β-肾上腺素受体、5-羟色胺受体和多巴胺受体。

酶连接受体

• 酶连接受体是跨膜蛋白，具有细胞外配体结合域和具有酶活性的细胞内结构域。

• 这些受体参与调节各种细胞过程，包括生长、分化和免疫反应。

• 配体与受体的结合激活细胞内酶活性，导致产生第二信使，例如环磷酸鸟苷 (cGMP) 或环腺苷二磷酸核糖 (cADPR)。然后，第二信使引发细胞反应。

• 第二信使然后引发细胞反应。

  • 酶连接受体的例子包括受体酪氨酸激酶、细胞因子受体和鸟苷酸环化酶受体。

细胞表面受体的功能

• 细胞表面受体对于细胞和生物体的正常功能至关重要。

• 它们在各种生理过程中起着关键作用，包括发育、免疫反应和细胞生长。

发育

• 在发育过程中，细胞表面受体在细胞间通讯和调节细胞分化、迁移和增殖的信号通路中起着至关重要的作用。

  • 例如，受体酪氨酸激酶 (RTK) 受体家族在各种器官（包括神经系统、心脏和肺）的发育中起着至关重要的作用。

免疫反应

• 细胞表面受体在免疫反应中也必不可少。

• 免疫系统依靠细胞表面受体识别外来抗原来产生适当的反应。

  • 例如，T细胞受体 (TCR) 识别抗原呈递细胞 (APC) 表面呈递的抗原，导致 T 细胞活化和产生协调免疫反应的细胞因子。

细胞生长和增殖

• 细胞表面受体也参与调节细胞生长和增殖。

  • 例如，表皮生长因子受体 (EGFR) 和胰岛素受体 (INSR) 都是受体酪氨酸激酶，在调节细胞生长和增殖中起着至关重要的作用。

  • 这些受体的失调可能导致癌症的发生。

信号转导机制

• 配体与细胞表面受体的结合引发一系列事件，最终导致细胞反应。

• 具体的信号转导机制取决于所涉及的受体类型。

离子通道连接受体

• 配体与离子通道连接受体的结合引起构象变化，打开或关闭离子通道，允许离子流入或流出细胞。

• 这种离子流产生沿神经细胞传递的电信号。

G蛋白偶联受体 (GPCR)

配体与 GPCR 的结合引起构象变化，激活受体细胞内侧的 G 蛋白。然后，G 蛋白激活效应蛋白，例如酶或离子通道，导致产生第二信使，例如环磷酸腺苷 (cAMP) 或三磷酸肌醇 (IP3)。然后，第二信使引发细胞反应。

酶连接受体

配体与酶连接受体的结合激活细胞内酶活性，导致产生第二信使，例如环磷酸鸟苷 (cGMP) 或环腺苷二磷酸核糖 (cADPR)。然后，第二信使引发细胞反应。