受體是細胞表面或胞內亞細胞組分中的一種蛋白分子,它可以識別并特異地與有生物活性的化學信號分子(配體)結合,從而激活或啟動一系列生物化學反應,使該化學信號分子發(fā)揮其特定的生物效應。水溶性信號分子通過細胞表面受體起作用,而脂溶性信號分子則主要通過細胞內受體行使其效應。
目前,已知至少有三類細胞表面的受體:通道關聯(lián)受體(channel-linked receptor)、催化受體(catalytic receptor)和G-蛋白關聯(lián)受體(G-protein-linked receptor)。這是按其轉導信號的不同機制而分的。
(1)通道關聯(lián)受體:通道關聯(lián)受體是一種遞質閘門離子通道(transmitter-gatedion channel),它主要執(zhí)行電興奮細胞間快速的突觸信號傳遞。
(2)催化受體:當催化受體被激活時,可作為酶直接起催化作用,幾乎所有已知的催化受體都是跨膜蛋白,在細胞質的部分是一個有酪氨酸特異性的蛋白質激酶。
(3)G-蛋白關聯(lián)受體:G-蛋白關聯(lián)受體可以間接激活或失活一個不相連的膜結合酶或離子通道。受體與酶或離子通道之間的相互作用是通過第三種蛋白,稱為CTP結合調節(jié)蛋白(G蛋白)來完成的。G-蛋白關聯(lián)受體通常激活一系列反應,改變一種或幾種小的細胞內信號分子的濃度,這些細胞內信號分子亦稱為胞內信使(intracellular messengers)或胞內介質( intracellular mediators),這些胞內信使,隨后起作用,依次改變胞內其他靶蛋白的行為。
主要的胞內信使(intracellular messeger)(亦稱第二信使)包括環(huán)腺苷酸(cAMP),環(huán)鳥苷酸(cGMP),鈣離子(Ca2+),1,4,5-三磷酸肌醇( InsP3)及 1,2-二酰基甘油(DG)(圖11)。
其中cAMP和Ca2+是兩種最重要的胞內信使。
cAMP和Ca2+信號分子的產(chǎn)生途徑不同,但兩者都要G蛋白的參與,幾乎所有動物細胞都使用這兩種胞內信使作為信號分子(圖12)。
(4)細胞激活過程中的信號傳遞:細胞外的信號是通過何種途徑影響細胞內物質的代謝和細胞的功能,這是當前細胞生物學研究的核心問題。現(xiàn)已知,細胞激活過程中的信號傳遞過程為:細胞外的信號(配體)可能和細胞膜上的特異性受體相結合,通過G蛋白系統(tǒng)偶聯(lián),激活磷脂酶C,產(chǎn)生細胞內第二信使——三磷酸肌醇(IP3)和二脂甘油(DG),從而使細胞內Ca2+離子濃度上升以及蛋白激酶C被激活,最后生成花生四烯酸類產(chǎn)物以及細胞內蛋白質的磷酸化,完成整個信號傳遞的過程。
內毒素激活細胞的過程大致上同上述信號過程一樣,內毒素可以和許多種類細胞的細胞膜產(chǎn)生特異的或非特異的結合,在某些細胞膜上已成功分離出了內毒素受體,如脂多糖結合蛋白/脂多糖受體(LBP/CD14)。但多數(shù)情況內毒素和細胞膜的結合是非特異的,這種結合可能是內毒素的脂質成分——類脂A和細胞膜上磷脂成分通過疏水作用被動結合,也可以主動結合,這兩種結合都可以改變細胞膜的某些理化性質。