Открыть сервисСервис

Классификация рецепторов

Рецепторы — это специализированные белковые (реже гликолипидные) молекулы на клеточных мембранах, в цитоплазме или ядре клетки, которые связываются с сигнальными молекулами (лигандами) и преобразуют это связывание в биологический ответ. По принципу локализации, характеру лиганда и механизму передачи сигнала выделяют несколько крупных классов рецепторов, объединяемых в две большие группы: мембранные и внутриклеточные.

Мембранные рецепторы

Лиганд-управляемые ионные каналы (ионотропные рецепторы)

Эти рецепторы представляют собой белковые комплексы, формирующие пору в мембране. При связывании лиганда канал открывается, и ионы (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻) начинают двигаться по градиенту концентрации, что приводит к изменению мембранного потенциала. Ответ развивается за миллисекунды.

Примеры:

  • Никотиновый ацетилхолиновый рецептор — открывается ацетилхолином, пропускает Na⁺ и K⁺, обеспечивает передачу сигнала в нервно-мышечном синапсе.
  • ГАМК_A-рецептор — пропускает Cl⁻, тормозит нейроны центральной нервной системы; является мишенью бензодиазепинов и барбитуратов.
  • NMDA- и AMPA-рецепторы — глутаматергические ионотропные рецепторы, участвующие в синаптической пластичности и обучении.
  • 5-HT₃-рецептор — серотониновый ионный канал.
  • P2X-рецепторы — активируются АТФ.

Метаботропные (G-белок-связанные) рецепторы (GPCR)

Крупнейший класс рецепторов человека — около 800 генов (примерно 350 из них кодируют обонятельные рецепторы). Семиперемещённый белок семь раз пересекает мембрану. При связывании лиганда рецептор активирует G-белок, который, в свою очередь, влияет на эффекторные ферменты (аденилатциклазу, фосфолипазу C) или ионные каналы, меняя уровень внутриклеточных посредников — цАМФ, IP₃, DAG, Ca²⁺.

Примеры:

  • Адренергические рецепторы (α и β), дофаминовые, серотониновые, мускариновые ацетилхолиновые рецепторы.
  • Опиоидные рецепторы (μ, δ, κ).
  • Рецепторы обоняния, вкуса, зрительный родопсин.
  • Рецепторы гормонов: гистаминовые, тиреотропный, лютеинизирующий.

Более 30 % всех лекарственных средств действуют через GPCR.

Катализирующие (ферментативные) рецепторы

Их внутриклеточный домен обладает ферментативной активностью.

  • Рецепторы тирозинкиназы (RTK) — при активации автотирозинфосфорилируются и запускают каскад MAPK, PI3K/Akt. К ним относятся рецепторы инсулина, инсулиноподобного фактора роста (ИРР), эпидермального фактора роста (ЭФР), факторов роста тромбоцитов, нейротрофинов (Trk-рецепторы).
  • Рецепторы серин/треонинкиназы — активируются TGF-β, активином, костным морфогенетическим белком.
  • Рецепторы гуанилатциклазы — например, рецепторы натрийуретических пептидов, повышающие уровень цГМФ.
  • Рецепторы цитокинов — не имеют собственной киназной активности, но связаны с янус-киназами (JAK-STAT путь).

Рецепторы, связанные с внутриклеточными сигнальными путями без собственной киназной активности

К этой группе относятся рецепторы интерлейкинов, использующие JAK-STAT-путь, а также интегрины и рецепторы внеклеточного матрикса.

Внутриклеточные рецепторы

Ядерные рецепторы

Представляют собой лиганд-управляемые транскрипционные факторы. Связанный с рецептором лиганд (обычно липофильный стероид или тиреоидный гормон) проникает через мембрану самостоятельно. Рецептор-лигандный комплекс связывается с ДНК и регулирует транскрипцию генов. Ответ развивается за часы и дни.

Классические примеры:

  • Глюкокортикоидный рецептор (ГКР) — в цитоплазме, при активации перемещается в ядро.
  • Эстрогеновый, прогестероновый, андрогенный рецепторы.
  • Рецептор витамина D, ретиноевой кислоты, тиреоидный гормон (TR), рецептор оксида азота (PPARγ).
  • Рецепторы минералокортикоидов.

Цитоплазматические рецепторы

Часть рецепторов стероидных гормонов находится в цитоплазме до связывания с лигандом.

Классификация по характеру лиганда

По типу сигнальной молекулы рецепторы делятся на:

  • Гормональные — реагируют на пептидные и стероидные гормоны.
  • Нейромедиаторные — ацетилхолиновые, адренергические, глутаматергические, ГАМКергические, серотониновые, дофаминовые.
  • Цитокиновые — интерлейкиновые, интерфероновые.
  • Рецепторы факторов роста — ЭФР, ИРР, ФРЧ.
  • Рецепторы иммуноглобулинов — Fc-рецепторы, BCR, TCR.
  • Хемокиновые — участвуют в миграции иммунных клеток.
  • Рецепторы аденозинтрифосфата — пуринергические P2X и P2Y.
  • Рецепторы простагландинов — EP, FP, IP и др.

Классификация по функциональной роли

  • Стимуляторные (возбуждающие) — активируют клетку (β₂-адренорецепторы бронхов, никотиновые рецепторы).
  • Тормозные (ингибиторные) — подавляют активность (ГАМК_A, μ-опиоидные, α₂-адренорецепторы).
  • Смешанные — эффект зависит от типа клетки и контекста.

Таксономия по структуре

В международной номенклатуре рецепторы разделены на группы A–F:

ГруппаТипПример
AGPCR, родопсиноподобныеβ₂-адренорецептор
BGPCR, секретиноподобныерецептор глюкагона
CGPCR, метаботропные глутаматmGluR, GABA_B
DФерментативныерецептор инсулина
EИонные каналыГАМК_A, н-холинорецептор
FСемейство фрizzled/smoothenedWnt-сигналинг

Патологическое значение

Мутации генов рецепторов лежат в основе ряда наследственных заболеваний: несахарный диабет (мутации V2-рецептора вазопрессина), врождённый гипотиреоз (TSH-рецептор), резистентность к андрогенам, синдромы нечувствительности к гормонам роста. Изменение экспрессии рецепторов характерно для опухолей — например, избыточная экспрессия HER2 при раке молочной железы служит мишенью для трастузумаба.

Применение

Знание классификации рецепторов лежит в основе рецепторной фармакологии. Лекарства делятся на агонисты (имитируют лиганд), антагонисты (блокируют), инверсные агонисты и аллостерические модуляторы. Примеры: адреноблокаторы при гипертонии, опиоидные агонисты при боли, бета-агонисты при астме, антигистаминовые препараты при аллергии.

Источники

  • Рудзитис Г. Е. «Фармакология»
  • Лайтфут Дж. «Клеточная сигнализация»
  • Кольберг Х. «Молекулярная биология клетки»
  • Альбертс Б. и др. «Молекулярная биология клетки»
  • IUPHAR/BPS Guide to Pharmacology (nomenclature of receptor subtypes)
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru