कोशिका सतह रिसेप्टर और लिगैंड बंधन

कोशिका सतह रिसेप्टर झिल्ली-विस्तारित प्रोटीन होते हैं जो बाह्यकोशिकीय संकेतों — हार्मोन, वृद्धि कारक, साइटोकाइन, न्यूरोट्रांसमीटर और आणविक पैटर्न — का पता लगाते हैं और लिगैंड बंधन को अंतःकोशिकीय जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में परिवर्तित करते हैं। यह क्षेत्र प्लाज्मा झिल्ली पर और उससे आगे के प्रमुख रिसेप्टर वर्गों और संकेत पारगमन (signal transduction) को आरंभ करने वाली बंधन घटनाओं को उन्मुख करता है।

Definition

एक कोशिका सतह रिसेप्टर एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन है जो एक विशिष्ट बाह्यकोशिकीय लिगैंड को बांधता है और, एक संरूपण परिवर्तन या ओलिगोमेराइजेशन के माध्यम से, उस बंधन घटना को एक अंतःकोशिकीय संकेत में परिवर्तित करता है जो कोशिका व्यवहार को बदलता है।

Scope

यह क्षेत्र सर्वेक्षण करता है कि कोशिकाएं अपने पर्यावरण से रासायनिक जानकारी कैसे प्राप्त करती हैं। इसमें कोशिका सतह रिसेप्टर के प्रमुख परिवार (विशेष रूप से वृद्धि कारक रिसेप्टर और रिसेप्टर टायरोसिन किनेज), रिसेप्टर सक्रियण को ट्रिगर करने वाला लिगैंड-बंधन चरण, जन्मजात-प्रतिरक्षा पैटर्न-पहचान रिसेप्टर जैसे टोल-लाइक रिसेप्टर, और, इसके विपरीत, साइटोप्लाज्मिक और परमाणु हार्मोन रिसेप्टर जिनके लिगैंड झिल्ली को पार करते हैं, शामिल हैं। यह रिसेप्टर जैव रसायन का एक संदर्भ-शैक्षणिक अवलोकन है, न कि नैदानिक ​​प्रबंधन के लिए एक मार्गदर्शिका।

Sub-topics

• ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर्स
• लिगैंड बंधन और रिसेप्टर सक्रियण
• न्यूक्लियर हार्मोन रिसेप्टर
• रिसेप्टर टायरोसिन काइनेज
• टोल-लाइक रिसेप्टर्स और पैटर्न रिकॉग्निशन

Core questions

• रिसेप्टर अपने लिगैंड के लिए विशिष्टता और आत्मीयता कैसे प्राप्त करते हैं?
• कौन सी संरचनात्मक घटनाएँ बाह्यकोशिकीय बंधन को अंतःकोशिकीय संकेत में परिवर्तित करती हैं?
• प्रमुख रिसेप्टर परिवारों को कैसे व्यवस्थित किया जाता है और वे किन डाउनस्ट्रीम मार्गों को संलग्न करते हैं?
• सिग्नलिंग को कैसे समाप्त किया जाता है, असंवेदनशील किया जाता है, और संवैधानिक रूप से सक्रिय होने से कैसे रोका जाता है?

Key concepts

• लिगैंड आत्मीयता और विशिष्टता
• रिसेप्टर संरूपण परिवर्तन और ओलिगोमेराइजेशन
• संकेत पारगमन और द्वितीयक संदेशवाहक
• रिसेप्टर असंवेदनशीलता और डाउनरेगुलेशन
• रिसेप्टर टायरोसिन किनेज
• जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर
• पैटर्न-पहचान रिसेप्टर
• परमाणु और साइटोप्लाज्मिक रिसेप्टर

Key theories

लिगैंड-प्रेरित रिसेप्टर डिमराइजेशन

कई सिंगल-पास रिसेप्टर, विशेष रूप से रिसेप्टर टायरोसिन किनेज के लिए, लिगैंड बंधन रिसेप्टर डिमराइजेशन या पूर्व-निर्मित डिमर के पुनर्गठन को बढ़ावा देता है, जिससे अंतःकोशिकीय किनेज डोमेन एक साथ आते हैं ताकि वे ट्रांस-फॉस्फोराइलेट कर सकें और सिग्नलिंग शुरू कर सकें।

Mechanisms

बाह्यकोशिकीय लिगैंड विशिष्ट आत्मीयता और विशिष्टता के साथ रिसेप्टर एक्टोडोमेन को बांधते हैं। बंधन एक संरूपण परिवर्तन को प्रेरित करता है या रिसेप्टर डिमराइजेशन/क्लस्टरिंग को बढ़ावा देता है, जो झिल्ली के पार अंतःकोशिकीय क्षेत्र तक फैलता है। सिंगल-पास एंजाइम-युग्मित रिसेप्टर जैसे रिसेप्टर टायरोसिन किनेज अपने साइटोप्लाज्मिक उत्प्रेरक डोमेन को सक्रिय करके और एडेप्टर और प्रभावक प्रोटीन को भर्ती करके प्रतिक्रिया करते हैं; सात-ट्रांसमेम्ब्रेन जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर इसके बजाय हेटेरोट्राइमेरिक जी प्रोटीन पर न्यूक्लियोटाइड विनिमय को उत्प्रेरित करते हैं। परिणामी कैस्केड किनेज और द्वितीयक संदेशवाहकों के माध्यम से संकेत को बढ़ाते हैं और प्रतिलेखन कारकों और अन्य प्रभावकों पर अभिसरण करते हैं, जबकि प्रतिक्रिया तंत्र प्रतिक्रिया को समाप्त करने के लिए रिसेप्टर को असंवेदनशील और आंतरिक करते हैं। इसके विपरीत, लिपोफिलिक लिगैंड झिल्ली को पार कर सकते हैं और साइटोप्लाज्मिक या परमाणु रिसेप्टर को संलग्न कर सकते हैं जो सीधे लिगैंड-विनियमित प्रतिलेखन कारकों के रूप में कार्य करते हैं।

Clinical relevance

कोशिका सतह रिसेप्टर और उनके लिगैंड अधिकांश शरीर विज्ञान को रेखांकित करते हैं और कैंसर, चयापचय रोग और सूजन संबंधी विकारों में विनियमन की लगातार बिंदु होते हैं; कई दवा वर्ग रिसेप्टर को उत्तेजित या विरोधी करके कार्य करते हैं। यह प्रविष्टि एक वैचारिक स्तर पर रिसेप्टर जीव विज्ञान का वर्णन करती है और नैदानिक ​​या चिकित्सीय निर्णयों का आधार नहीं है।

History

रिसेप्टर की अवधारणा उन्नीसवीं सदी के अंत और बीसवीं सदी की शुरुआत के औषध विज्ञान से निकली है, लेकिन आणविक लक्षण वर्णन 1980 के दशक से रिसेप्टर जीन की क्लोनिंग और अनुक्रमण के साथ आया। यह खोज कि वृद्धि कारक रिसेप्टर में आंतरिक टायरोसिन किनेज गतिविधि होती है, जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर सिग्नलिंग का स्पष्टीकरण, परमाणु रिसेप्टर सुपरफैमिली की परिभाषा, और पैटर्न सेंसर के रूप में टोल-लाइक रिसेप्टर की पहचान ने सामूहिक रूप से आधुनिक मानचित्र स्थापित किया कि कोशिकाएं अपने पर्यावरण को कैसे समझती हैं।

Key figures

• Joseph Schlessinger
• Mark Lemmon
• Ronald Evans
• Shizuo Akira

Seminal works

• lemmon-2010
• mangelsdorf-1995
• oldham-2008
• takeuchi-2010

Frequently asked questions

एक कोशिका सतह रिसेप्टर एक परमाणु रिसेप्टर से कैसे भिन्न होता है?

कोशिका सतह रिसेप्टर झिल्ली प्रोटीन होते हैं जो कोशिका के बाहर लिगैंड को बांधते हैं और झिल्ली के पार संकेत को पारगमन करते हैं, जबकि परमाणु (और साइटोप्लाज्मिक) रिसेप्टर लिपोफिलिक लिगैंड को बांधते हैं जिन्होंने झिल्ली को पार कर लिया है और आमतौर पर सीधे प्रतिलेखन कारकों के रूप में कार्य करते हैं।

लिगैंड बंधन में अक्सर रिसेप्टर डिमराइजेशन क्यों शामिल होता है?

दो रिसेप्टर अणुओं को एक साथ लाने से उनके अंतःकोशिकीय सिग्नलिंग क्षेत्र एक साथ आते हैं; रिसेप्टर टायरोसिन किनेज के लिए यह ट्रांस-फॉस्फोराइलेशन को सक्षम बनाता है जो किनेज को सक्रिय करता है और डाउनस्ट्रीम प्रभावकों के लिए डॉकिंग साइट बनाता है।