Receptores de Superfície Celular e Ligação de Ligantes
Receptores de superfície celular são proteínas transmembranares que detectam sinais extracelulares — hormônios, fatores de crescimento, citocinas, neurotransmissores e padrões moleculares — e convertem a ligação do ligante em respostas bioquímicas intracelulares. Esta área orienta as principais classes de receptores na e além da membrana plasmática e os eventos de ligação que iniciam a transdução de sinal.
Definition
Um receptor de superfície celular é uma proteína integral de membrana que se liga a um ligante extracelular específico e, por meio de uma mudança conformacional ou oligomerização, transduz esse evento de ligação em um sinal intracelular que altera o comportamento celular.
Scope
A área investiga como as células recebem informações químicas de seu ambiente. Abrange as principais famílias de receptores de superfície celular (notadamente receptores de fatores de crescimento e receptores tirosina quinase), a etapa de ligação do ligante que desencadeia a ativação do receptor, receptores de reconhecimento de padrões imunes inatos, como os receptores Toll-like, e, para contraste, os receptores hormonais citoplasmáticos e nucleares cujos ligantes atravessam a membrana. É uma visão geral educacional-referencial da bioquímica de receptores, não um guia para o manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- Como os receptores alcançam especificidade e afinidade por seus ligantes?
- Quais eventos estruturais convertem a ligação extracelular em um sinal intracelular?
- Como as principais famílias de receptores são organizadas e quais vias a jusante elas ativam?
- Como a sinalização é terminada, dessensibilizada e impedida de ser constitutivamente ativa?
Key concepts
- Afinidade e especificidade do ligante
- Mudança conformacional e oligomerização do receptor
- Transdução de sinal e segundos mensageiros
- Dessensibilização e regulação negativa do receptor
- Receptores tirosina quinase
- Receptores acoplados à proteína G
- Receptores de reconhecimento de padrões
- Receptores nucleares e citoplasmáticos
Key theories
- Dimerização de receptores induzida por ligantes
- Para muitos receptores de passagem única, particularmente receptores tirosina quinase, a ligação do ligante promove a dimerização do receptor ou a reorganização de dímeros pré-formados, justapondo domínios quinase intracelulares para que possam trans-fosforilar e iniciar a sinalização.
Mechanisms
Ligantes extracelulares ligam-se aos ectodomínios dos receptores com afinidade e especificidade características. A ligação induz uma mudança conformacional ou promove a dimerização/agrupamento do receptor, que é propagada através da membrana para a região intracelular. Receptores acoplados a enzimas de passagem única, como os receptores tirosina quinase, respondem ativando seus domínios catalíticos citoplasmáticos e recrutando proteínas adaptadoras e efetoras; os receptores acoplados à proteína G de sete transmembranas, em vez disso, catalisam a troca de nucleotídeos em proteínas G heterotriméricas. As cascatas resultantes amplificam o sinal através de quinases e segundos mensageiros e convergem em fatores de transcrição e outros efetores, enquanto os mecanismos de feedback dessensibilizam e internalizam o receptor para encerrar a resposta. Em contraste, ligantes lipofílicos podem atravessar a membrana e interagir com receptores citoplasmáticos ou nucleares que atuam diretamente como fatores de transcrição regulados por ligantes.
Clinical relevance
Os receptores de superfície celular e seus ligantes são a base de grande parte da fisiologia e são pontos frequentes de desregulação no câncer, doenças metabólicas e distúrbios inflamatórios; muitas classes de medicamentos atuam agonizando ou antagonizando receptores. Esta entrada descreve a biologia dos receptores em um nível conceitual e não é uma base para decisões diagnósticas ou terapêuticas.
History
O conceito de receptor deriva da farmacologia do final do século XIX e início do século XX, mas a caracterização molecular veio com a clonagem e sequenciamento de genes de receptores a partir da década de 1980. A descoberta de que os receptores de fatores de crescimento possuem atividade intrínseca de tirosina quinase, a elucidação da sinalização de receptores acoplados à proteína G, a definição da superfamília de receptores nucleares e a identificação dos receptores Toll-like como sensores de padrões estabeleceram coletivamente o mapa moderno de como as células percebem seu ambiente.
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
- O que distingue um receptor de superfície celular de um receptor nuclear?
- Receptores de superfície celular são proteínas de membrana que se ligam a ligantes na parte externa da célula e transduzem o sinal através da membrana, enquanto os receptores nucleares (e citoplasmáticos) se ligam a ligantes lipofílicos que atravessaram a membrana e geralmente atuam diretamente como fatores de transcrição.
- Por que a ligação do ligante tão frequentemente envolve a dimerização do receptor?
- A união de duas moléculas de receptor justapõe suas regiões de sinalização intracelular; para os receptores tirosina quinase, isso permite a trans-fosforilação que ativa a quinase e cria sítios de ancoragem para efetores a jusante.