V biochemii je receptor protein na buněčné membráně nebo v cytoplazmě či buněčném jádře, který se váže na určitou molekulu (ligand), například neurotransmiter, hormon nebo jinou látku, a iniciuje buněčnou odpověď na ligand. Ligandem vyvolané změny v chování receptorových proteinů vedou k fyziologickým změnám, které představují biologické účinky ligandů.
Tvary a působení receptorů jsou nově zkoumány pomocí rentgenové krystalografie a počítačového modelování. To zvyšuje současné znalosti o působení léčiv v místech vazby na receptory.
Transmembránový receptor:E=extracelulární prostor; I=intracelulární prostor; P=plazmatická membrána
Existují různé typy receptorů, které závisí na jejich ligandu a funkci:
Vazba ligandu na receptor je rovnovážný proces: Ligandy se vážou na prázdný receptor a disociují z něj (podle zákona působení hmoty):
Měřítkem toho, jak dobře se určitá molekula hodí k danému receptoru, je vazebná afinita, která se měří jako disociační konstanta Kd (dobré přizpůsobení znamená vysokou afinitu a nízkou Kd). Aktivace kaskády druhých poselů a konečné biologické odpovědi je dosaženo pouze tehdy, když je v určitém časovém okamžiku aktivován značný počet receptorů navázanými ligandy.
Pokud receptor existuje ve dvou stavech (viz tento obrázek), pak vazba ligandu musí odpovídat těmto dvěma stavům receptoru. Podrobnější informace o vazbě ve dvou stavech, která se předpokládá jako aktivační mechanismus u mnoha receptorů, naleznete na tomto odkazu.
Receptory, které jsou aktivní bez přítomnosti ligandu. Konstitutivní aktivitu těchto receptorů lze zvrátit vazbou inverzního agonisty. Mutace v receptorech, které vedou ke zvýšené konstitutivní signalizaci receptorů, jsou základem některých dědičných onemocnění, jako je předčasná puberta (mutace receptoru pro luteinizační hormon) a hypertyreóza (mutace receptoru pro hormon stimulující štítnou žlázu). Psychostimulancia působí jako inverzní agonisté na dopaminových receptorech.
Pro použití statistické mechaniky v kvantitativním studiu
vazby ligandu na receptor viz obsáhlý článek.
Agonisté versus antagonisté
Ne každý ligand, který se váže na receptor, jej také aktivuje. Existují následující třídy ligandů:
Receptory periferních membránových proteinů
Receptory spřažené s G proteiny
Tyto receptory jsou také známé jako sedm transmembránových receptorů nebo 7TM receptory.
Tyto receptory detekují ligandy a šíří signály prostřednictvím tyrozinkinázy svých intracelulárních domén.
Do této skupiny receptorů patří;
Receptory guanylylcyklázy
Ionotropní receptory jsou heteromerní nebo homomerní oligomery . Jsou to receptory reagující na extracelulární ligandy a receptory reagující na intracelulární ligandy.
Mnoho genetických poruch zahrnuje dědičné defekty v receptorových genech. Často je obtížné určit, zda je receptor nefunkční, nebo je hormon produkován ve snížené hladině; to vede ke vzniku skupiny „pseudohypo-“ endokrinních poruch, kdy se zdá, že je snížená hladina hormonu, zatímco ve skutečnosti je to receptor, který na hormon dostatečně nereaguje.
Buňky mohou zvýšit (upregulovat) nebo snížit (downregulovat) počet receptorů pro daný hormon nebo neurotransmiter, a tím změnit svou citlivost na tuto molekulu. Jedná se o lokálně působící mechanismus zpětné vazby.
Desenzibilizaci receptorů vázanou na ligand poprvé charakterizovali Katz a Thesleff u nikotinového acetylcholinového receptoru Dlouhodobé nebo opakované vystavení podnětu často vede ke snížení reaktivity daného receptoru na podnět. Desenzitizace receptoru vede ke změně afinity k ligandu. Desenzitizaci receptoru lze modelovat dvoustavovým modelem, který také předpovídá, že antagonisté v kombinaci s agonisty mohou desenzitizaci receptoru zabránit Podrobný molekulární popis naleznete na tomto odkazu.
Desenzibilizace lze dosáhnout
Ligand – Buněčné signální sítě – Přenos signálu – Apoptóza – Systém druhého posla (Ca2+ signalizace, lipidová signalizace)
Parakrinní – Autokrinní – Juxtakrinní – Neurotransmitery – Endokrinní (neuroendokrinní)
Receptor (transmembránový, intracelulární) – Transkripční faktor (obecný, preiniciační komplex, TFIID, TFIIH) – Adaptorový protein