reseptor membran adalah kelas reseptor seluler yang terletak di permukaan membran plasma sel, yang memungkinkan mendeteksi bahan kimia oleh alam mereka tidak bisa menyeberang membran.
Umumnya, reseptor membran adalah protein membran integral yang mengkhususkan diri dalam pendeteksian sinyal kimia seperti hormon peptida, neurotransmiter, dan faktor trofik tertentu; beberapa obat dan toksin juga dapat berikatan dengan reseptor jenis ini.
Skema perwakilan dari reseptor membran. Ligan yang terletak di luar membran (1), interaksi reseptor ligan-membran (2) dan (3) peristiwa pensinyalan berikutnya diamati (Sumber: Wyatt Pyzynski [CC BY-SA 4.0 (https: //creativecommons. org/licenses/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)
Mereka diklasifikasikan menurut jenis kaskade intraseluler yang mereka digabungkan dan yang menentukan efek akhir pada sel yang sesuai, yang disebut sel target atau sel target.
Dengan demikian, tiga kelompok besar telah dijelaskan: yang terkait dengan saluran ion, yang terkait dengan enzim dan yang terkait dengan protein G. Pengikatan ligan ke reseptor menghasilkan perubahan konformasi pada reseptor yang memicu kaskade sinyal intraseluler di sel target.
Rantai pensinyalan yang digabungkan ke reseptor membran memungkinkan untuk memperkuat sinyal dan menghasilkan respons atau perubahan sementara atau permanen dalam sel target. Sinyal intraseluler ini secara kolektif disebut “sistem transduksi sinyal”.
Indeks artikel
Fitur
Fungsi reseptor membran, dan jenis reseptor lainnya secara umum, adalah untuk memungkinkan komunikasi sel satu sama lain, sedemikian rupa sehingga organ dan sistem yang berbeda dari suatu organisme bekerja secara terkoordinasi untuk mempertahankan homeostasis dan meresponsnya. perintah sukarela dan otomatis yang dikeluarkan oleh sistem saraf .
Dengan demikian, sinyal kimia yang bekerja pada membran plasma dapat memicu modifikasi yang diperkuat dari berbagai fungsi dalam mesin biokimia sel dan memicu banyak respons spesifik.
Melalui sistem amplifikasi sinyal, stimulus tunggal (ligan) mampu menghasilkan perubahan transien langsung dan tidak langsung dan perubahan jangka panjang, misalnya memodifikasi ekspresi beberapa gen dalam sel target.
Jenis
Reseptor seluler diklasifikasikan, menurut lokasinya, menjadi: reseptor membran (yang terpapar di membran sel) dan reseptor intraseluler (yang dapat berupa sitoplasma atau nukleus).
Reseptor membran terdiri dari tiga jenis:
– Terhubung ke saluran ion
– Terkait dengan enzim
– Terkait dengan protein G
Reseptor membran terikat pada saluran ion
Juga disebut saluran ion ligan-gated, mereka adalah protein membran yang terdiri dari antara 4 dan 6 subunit yang dirakit sedemikian rupa sehingga mereka meninggalkan saluran pusat atau pori, di mana ion lewat dari satu sisi membran ke sisi lain.
Contoh reseptor asetilkolin, reseptor yang terhubung ke saluran ion. Tiga status konformasi yang sama ditampilkan (Sumber: Laozhengzz [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Saluran ini melintasi membran dan memiliki ujung ekstraseluler, di mana situs pengikatan ligan berada, dan ujung intraseluler lain yang, di beberapa saluran, memiliki mekanisme gerbang. Saluran tertentu memiliki situs ligan intraseluler.
Reseptor Membran Terkait-Enzim
Reseptor ini juga merupakan protein transmembran. Mereka memiliki ujung ekstraseluler yang menyajikan situs pengikatan untuk ligan dan yang telah dikaitkan dengan ujung intraselulernya suatu enzim yang diaktifkan oleh pengikatan ligan ke reseptor.
G-protein-linked atau reseptor membran berpasangan
Reseptor berpasangan protein G memiliki mekanisme tidak langsung untuk pengaturan fungsi intraseluler sel target yang melibatkan molekul transduser yang disebut protein pengikat atau pengikat GTP atau protein G.
Semua reseptor terkait protein G ini terdiri dari protein membran yang melintasi membran tujuh kali dan disebut reseptor metabotropik. Ratusan reseptor terkait dengan protein G yang berbeda telah diidentifikasi.
Bagaimana mereka bekerja?
Dalam reseptor terikat saluran ion, pengikatan ligan ke reseptor menghasilkan perubahan konformasi dalam struktur reseptor yang dapat memodifikasi gerbang, memindahkan dinding saluran lebih dekat atau lebih jauh. Dengan ini mereka memodifikasi perjalanan ion dari satu sisi membran ke sisi lain.
Reseptor yang terikat pada saluran ion, sebagian besar, spesifik untuk satu jenis ion, oleh karena itu reseptor untuk saluran K +, Cl-, Na +, Ca ++, dll. telah dijelaskan. Ada juga saluran yang memungkinkan dua atau lebih jenis ion melewatinya.
Sebagian besar reseptor terkait-enzim berasosiasi dengan protein kinase, terutama enzim tirosin kinase. Kinase ini diaktifkan ketika ligan mengikat reseptor di situs pengikatan ekstraselulernya. Kinase memfosforilasi protein spesifik dalam sel target, memodifikasi fungsinya.
Contoh reseptor membran yang terkait dengan enzim tirosin kinase (Sumber: Laozhengzz [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Reseptor terkait protein G mengaktifkan kaskade reaksi biokimia yang akhirnya memodifikasi fungsi berbagai protein dalam sel target.
Ada dua jenis protein G yaitu protein G heterotrimerik dan protein G monomer. Keduanya terikat pada GDP secara tidak aktif, tetapi dengan mengikat ligan ke reseptor, GDP digantikan oleh GTP dan protein G diaktifkan.
Pada protein G heterotrimerik, subunit yang terikat pada GTP berdisosiasi dari kompleks , meninggalkan protein G yang teraktivasi. Baik subunit yang terikat pada GTP dan bebas dapat memediasi respon.
Skema reseptor berpasangan G-protein (Sumber: Bensaccount di Wikipedia bahasa Inggris [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Protein G monomer atau protein G kecil juga disebut protein Ras karena telah dideskripsikan untuk pertama kalinya dalam virus yang menghasilkan tumor sarkoma pada tikus.
Ketika diaktifkan, mereka merangsang mekanisme yang terutama terkait dengan lalu lintas vesikular dan fungsi sitoskeletal (modifikasi, recaraling, transportasi, dll.).
Contoh
Reseptor asetilkolin, terkait dengan saluran natrium yang terbuka saat mengikat asetilkolin dan menyebabkan depolarisasi sel target, adalah contoh yang baik dari reseptor membran yang terkait dengan saluran ion. Selain itu, ada tiga jenis reseptor glutamat yang merupakan reseptor ionotropik.
Glutamat adalah salah satu neurotransmiter rangsang yang paling penting dalam sistem saraf. Tiga jenis reseptor ionotropiknya adalah: reseptor NMDA (N-metil-D-aspartat), AMPA (α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-isoksazol-propionat) dan kainate (asam kainic).
Nama mereka berasal dari agonis yang mengaktifkan mereka dan tiga jenis saluran adalah contoh dari saluran rangsang non-selektif, karena mereka memungkinkan lewatnya natrium dan kalium dan dalam beberapa kasus sejumlah kecil kalsium.
Contoh reseptor terkait-enzim adalah reseptor insulin, keluarga reseptor TrK atau reseptor neurotropin, dan reseptor untuk beberapa faktor pertumbuhan.
Reseptor berpasangan protein G yang paling penting termasuk reseptor asetilkolin muskarinik, reseptor -adrenergik, reseptor sistem penciuman, reseptor glutamat metabotropik, reseptor untuk banyak hormon peptida, dan reseptor rhodopsin pada sistem retina.
Referensi
- Departemen Biokimia dan Biofisika Molekuler Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Prinsip-prinsip ilmu saraf (Vol. 4, hlm. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz, & TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
- Hulme, EC, Birdsall, NJM, & Buckley, NJ (1990). Subtipe reseptor muskarinik. Tinjauan tahunan farmakologi dan toksikologi , 30 (1), 633-673.
- Cull-Candy, SG, & Leszkiewicz, DN (2004). Peran subtipe reseptor NMDA yang berbeda di sinapsis pusat. Sci.STKE , 2004 (255), re16-re16.
- William, FG, & Ganong, MD (2005). Tinjauan fisiologi medis. Dicetak di Amerika Serikat, Edisi Ketujuh Belas, Pp-781 .
- Bear, MF, Connors, BW, & Paradiso, MA (Eds.). (2007). Ilmu saraf (Vol. 2). Lippincott Williams & Wilkins.
