Рецепторы: трансмембранный перенос первичных сигналов
Для того, чтобы первичный регуляторный сигнал достиг ядра и оказал воздействие на экспрессию генов-мишеней, он должен пройти через двухслойную мембрану клеток , которым он предназначен. Это достигается благодаря наличию на поверхности клеток рецепторов белковой природы, специфически выбирающих из окружающей среды сигналы, распознать которые они в состоянии ( рис. I.22 ). Когда в качестве низкомолекулярных регуляторов выступают гидрофобные химические соединения, растворимые в липидах мембран (например, стероидные гормоны), для их переноса не используются рецепторы, и они проникают в клетку путем диффузии. Внутри клеток такие соединения специфически взаимодействуют с белковыми рецепторами, а образующийся комплекс переносится в ядро. ( рис. I.22,а ).
Рецепторы мембран, ориентированные во внеклеточное пространство, осуществляют транспорт лиганда-регулятора внутрь клеток посредством эндоцитоза комплекса лиганд-рецептор в составе мембранных везикул. Такой механизм используется для переноса молекул холестерина, ассоциированных с рецепторами липопротеинов низкой плотности ( рис. I.22,б ). Другой тип рецепторов, ориентированных на внеклеточные лиганды, - это трансмембранные молекулы или группа молекул. Взаимодействие с лигандом внешней части таких молекул сопровождается индукцией ферментативной активности, ассоциированной с внутриклеточной частью того же самого полипептида ( рис. I.22,в ). Примерами подобных рецепторов, обладающих активностью тирозиновых протеинкиназ , являются рецепторы инсулина , эпидермального фактора роста или фактора роста тромбоцитов . В синапсах нейронов и местах контакта нейромышечных тканей лиганды-нейромедиаторы (например, ацетилхолин или гамма-аминомасляная кислота ) взаимодействуют с трансмембранными ионными каналами ( рис. I.22,г ). В ответ на это происходит открытие ионных каналов, сопровождаемое перемещением ионов через мембрану и быстрым изменением трансмембранного электрического потенциала. Другие трансмембранные рецепторы осуществляют связь белков внеклеточного матрикса с микрофиламентами цитоскелета клеток и регуляцию формы клеток, зависящую от внеклеточного матрикса, их подвижности и роста ( рис. I.22,д ).
Большая группа внеклеточных сигналов распознается рецепторами, ассоциированными на внутренней поверхности мембраны с GTP-связывающими белками , ( G белки ) которые в ответ на первичный сигнал начинают синтез вторичных мессенджеров, регулирующих активность внутриклеточных белков ( рис. I.22,е ).
