受体 (生物化学)

的配體分子(圖中標爲1)在與受體(圖中標爲2)結合後,受體結構發生改變,使細胞內產生相應的效應,這可能是由第二信使分子(圖中標爲3)誘導的]]

受體(receptors),又称受器接收器,是一個生物化學上的概念,指一類能傳導細胞外信號,並在細胞內產生特定效應的分子。產生的效應可能僅在短時間內持續,比如改變細胞的代謝或者細胞的運動。也可能是長效的效應,比如上調或下調某個或某些基因的表達。

受體通過與特定的配體結合而感知到細胞外的信號。隨後,受體的結構發生變化,並誘導細胞內產生相應的效應。受體通過信号级联效應,逐步以指數級擴大細胞內產生的效應的強度。信號級聯的第一步可能是產生cAMP等第二信使分子,誘導下一級反應。

細胞表面受體
細胞表面受體是一類位於細胞表面的受體,可與細胞外的配體結合結合,並引發細胞內的反應。目前已發現的細胞表面受體中,較經典的有5類:G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor)、受體酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinases)、鳥苷酸環化酶偶聯受體(Guanylate cyclase-coupled receptor)、離子通道(ion channel),以及黏附受體(adhesion receptor),其中以G蛋白偶連受體的數量最多,相關的研究也是最深入的,諾貝爾化學獎以及諾貝爾生理醫學獎都有授予給G蛋白偶聯受體的研究者的紀錄。

G蛋白偶聯受體
G蛋白偶聯受體是目前發現最主要的一種細胞表面受體,對它的研究也是最透徹的。G蛋白偶聯受體可分爲A-F六類,不同分類之間並沒有顯著的同源關係。G蛋白偶聯受體的一個特徵是,它有一個穿膜7次結構域的受體,肽鏈的N端位於細胞外側,C端則位於細胞內。另一個特徵則是該受體與G蛋白偶聯。G蛋白通常含有三個亞基α、β、γ,其中α亞基靜息狀態下與GDP結合。當受體被配體激活後,受體會使與G蛋白結合的GDP轉化爲GTP,從而使G蛋白活化,α亞基分離,引起下一步反應,通過肌醇三磷酸(IP3)、cAMP等第二信使引發下一級反應。

離子通道
離子通道是一類位於細胞表面的蛋白,平時屬於關閉狀態,離子不能通過,在被激活後,通道才會打開,離子方可通過離子通道轉移到細胞膜另一側。一類離子通道,即配體門控離子通道(Ligand-gated ion channel)可在與配體結合後激活,使對應的離子得以通過。神經突觸中突觸後膜上的毒蕈鹼受體就是一類配體門控離子通道,在與乙醯膽鹼結合後,會打開離子通道,允許鈣離子(Ca2+)、鈉離子(Na+)內流,引發突觸後膜興奮。

黏附受體
黏附受體(adhesion receptor)是一類與細胞黏附相關的受體,主要接收與細胞黏附的信號。細胞膜上的整合素就是一種黏附受體。整合素在細胞外會與配體膠原蛋白、硫酸乙酰肝素等結合,而細胞內的結構域則是與細胞骨架結合(結合可能是直接結合,也可能由等作爲連接的中間體),通過感知細胞外膠原蛋白等的變化,調節細胞內的、細胞生長存活狀態,以及基因表達強度等,同時,整合素也可以反過來對細胞外產生影響,如調節細胞黏附和遷移,以及細胞外基質的聚合

学说发展史
1878年,提出了最早的受体假设,他用“受体物质”来解释阿托品和毛果芸香碱对猫唾液分泌的拮抗作用。1913年,保羅·埃爾利希根据实验结果提出了“锁和钥匙”的药物与受体的互补关系,但当时认为受体和配体都是静止不动的。1933年,在研究药物对蛙心的量效关系中,定量的阐明了药物于受体的相互作用。这些说法为受体学说奠定了基础。

20世纪50-60年代,和斯蒂芬森(R P 'Steve' Stephenson)从实验发现药物产生最大效应不一定占领全部受体,由此提出的备用受体学说和速率学说,从动力学的角度解释了受体拮抗剂和激动剂的作用。

20世纪70年代以后,随着蛋白质晶体学的发展,许多配体和受体的结构被人们所认识,从而阐明了受体亚型、离子通道等的分布和功能。变构学说彻底打破了蛋白质静止不动的认识,认为受体在有活性与无活性的构象状态间转化。1977年,格里夫斯(Greaves)提出的能动受体学说,把受体的微观变化同生理、生化或药理反应相联系,说明了受体在细胞膜内传递信息的作用机制。

參考
參見
*配體 (生物化學)
*受體拮抗劑和激動劑

外部連結
*[http://www.iuphar-db.org IUPHAR GPCR Database and Ion Channels Compendium]
*[https://web.archive.org/web/20091020121014/http://receptome.stanford.edu/hpmr/Families/FamNav/famnav.asp?undefined Human plasma membrane receptome]
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