Receptores de Superficie Celular y Unión a Ligandos
Los receptores de superficie celular son proteínas transmembrana que detectan señales extracelulares —hormonas, factores de crecimiento, citocinas, neurotransmisores y patrones moleculares— y convierten la unión del ligando en respuestas bioquímicas intracelulares. Esta sección orienta sobre las principales clases de receptores en y más allá de la membrana plasmática, así como los eventos de unión que inician la transducción de señales.
Definition
Un receptor de superficie celular es una proteína integral de membrana que se une a un ligando extracelular específico y, mediante un cambio conformacional u oligomerización, transduce ese evento de unión en una señal intracelular que altera el comportamiento celular.
Scope
Esta sección examina cómo las células reciben información química de su entorno. Cubre las principales familias de receptores de superficie celular (notablemente los receptores de factores de crecimiento y las tirosina quinasas receptoras), el paso de unión al ligando que desencadena la activación del receptor, los receptores de reconocimiento de patrones de la inmunidad innata como los receptores tipo Toll, y, en contraste, los receptores hormonales citoplasmáticos y nucleares cuyos ligandos atraviesan la membrana. Se trata de una visión general de referencia-educativa sobre la bioquímica de los receptores, no una guía para el manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo logran los receptores especificidad y afinidad por sus ligandos?
- ¿Qué eventos estructurales convierten la unión extracelular en una señal intracelular?
- ¿Cómo se organizan las principales familias de receptores y qué vías de señalización descendentes activan?
- ¿Cómo se termina, desensibiliza y evita que la señalización sea constitutivamente activa?
Key concepts
- Afinidad y especificidad del ligando
- Cambio conformacional y oligomerización del receptor
- Transducción de señales y segundos mensajeros
- Desensibilización y regulación a la baja del receptor
- Tirosina quinasas receptoras
- Receptores acoplados a proteínas G
- Receptores de reconocimiento de patrones
- Receptores nucleares y citoplasmáticos
Key theories
- Dimerización de receptores inducida por ligando
- Para muchos receptores de un solo paso, particularmente las tirosina quinasas receptoras, la unión del ligando promueve la dimerización del receptor o la reorganización de dímeros preformados, yuxtaponiendo los dominios quinasa intracelulares para que puedan trans-fosforilarse e iniciar la señalización.
Mechanisms
Los ligandos extracelulares se unen a los ectodominios de los receptores con afinidad y especificidad características. La unión induce un cambio conformacional o promueve la dimerización/agrupación del receptor, lo cual se propaga a través de la membrana hacia la región intracelular. Los receptores acoplados a enzimas de un solo paso, como las tirosina quinasas receptoras, responden activando sus dominios catalíticos citoplasmáticos y reclutando proteínas adaptadoras y efectoras; los receptores acoplados a proteínas G de siete dominios transmembrana, en cambio, catalizan el intercambio de nucleótidos en proteínas G heterotriméricas. Las cascadas resultantes amplifican la señal a través de quinasas y segundos mensajeros y convergen en factores de transcripción y otros efectores, mientras que los mecanismos de retroalimentación desensibilizan e internalizan el receptor para terminar la respuesta. Por el contrario, los ligandos lipofílicos pueden atravesar la membrana y unirse a receptores citoplasmáticos o nucleares que actúan directamente como factores de transcripción regulados por ligando.
Clinical relevance
Los receptores de superficie celular y sus ligandos son fundamentales para gran parte de la fisiología y son puntos frecuentes de desregulación en el cáncer, las enfermedades metabólicas y los trastornos inflamatorios; muchas clases de fármacos actúan agonizando o antagonizando receptores. Esta entrada describe la biología de los receptores a un nivel conceptual y no constituye una base para decisiones diagnósticas o terapéuticas.
History
El concepto de receptor proviene de la farmacología de finales del siglo XIX y principios del XX, pero la caracterización molecular llegó con la clonación y secuenciación de genes de receptores a partir de la década de 1980. El descubrimiento de que los receptores de factores de crecimiento poseen actividad tirosina quinasa intrínseca, la elucidación de la señalización de los receptores acoplados a proteínas G, la definición de la superfamilia de receptores nucleares y la identificación de los receptores tipo Toll como sensores de patrones, establecieron colectivamente el mapa moderno de cómo las células perciben su entorno.
Key figures
- Joseph Schlessinger
- Mark Lemmon
- Ronald Evans
- Shizuo Akira
Related topics
Seminal works
- lemmon-2010
- mangelsdorf-1995
- oldham-2008
- takeuchi-2010
Frequently asked questions
- ¿Qué distingue a un receptor de superficie celular de un receptor nuclear?
- Los receptores de superficie celular son proteínas de membrana que se unen a ligandos en el exterior de la célula y transducen la señal a través de la membrana, mientras que los receptores nucleares (y citoplasmáticos) se unen a ligandos lipofílicos que han atravesado la membrana y suelen actuar directamente como factores de transcripción.
- ¿Por qué la unión del ligando tan a menudo implica la dimerización del receptor?
- Unir dos moléculas receptoras yuxtapone sus regiones de señalización intracelular; para las tirosina quinasas receptoras, esto permite la trans-fosforilación que activa la quinasa y crea sitios de acoplamiento para los efectores posteriores.