Receptor

Illustrationen viser et signalstof (ligand), der binder sig til bindingssitet på en receptor. Der findes specifikke receptorer for alle typer signalstoffer, og signalstoffer passer kun til deres respektive receptor. Når et signalstof binder sig til receptoren, vil signalet blive videreformidlet inde i cellen.

Receptor
Af /Created in BioRender.com.

Receptor er et bindingssted for et signalstof. Receptorer er placeret på ydersiden af cellemembranen eller inde i en celle. Receptorer er opbygget af et eller flere proteiner. Signalstoffer er molekyler, der udskilles fra visse celler og kan fremkalde en respons i en målcelle. Eksempler på signalstoffer er hormoner og neurotransmittere. Sådanne signalstoffer kaldes ofte for ligander. For at en ligand skal have en effekt på målcellen, skal målcellen have en receptor, der genkender liganden.

Faktaboks

Etymologi
Ordet receptor kommer af latin. Det er afledt af recipere, som betyder 'at modtage, tage imod', af re- 'tilbage' og capere 'at tage, gribe'
Også kendt som

bindingssted

Der findes flere typer kommunikation mellem celler. Når en celle udskiller et signalstof, som den selv reagerer på, kaldes det autokrin signalering. Hvis en celle sender et signal til en nærliggende celle, så signalstoffet kan diffundere til målcellen i væsken mellem cellerne (ekstracellulærvæsken), kaldes det parakrin signalering. Hvis målcellen ligger langt fra den celle, der udskiller signalstoffet, kaldes det endokrin signalering.

En celle kan have mange forskellige typer receptorer og dermed være i stand til at reagere på en række forskellige typer signaler. Hvilke typer receptorer en celle har, afhænger af, hvilken type celle det er. En hudcelle og en immuncelle vil have forskellige typer receptorer.

Opbygning

En receptor er opbygget af et eller flere proteiner, der udgør en enhed. Hver receptor har et såkaldt bindingssted, der er specifikt for netop sit signalstof og kan derfor ikke aktiveres af andre signalstoffer. I nogle tilfælde passer dog også andre molekyler ind i bindingsstedet til receptoren, og disse kan enten aktivere receptoren som det naturlige signalstof eller hæmme receptoren. En række lægemidler og giftstoffer fungerer ved at de udkonkurrerer det naturlige signalstof og hæmmer receptorens funktion.

Nogle receptorer binder deres respektive signalstof meget hurtigt og med stor tiltrækningskraft, med såkaldt høj affinitet. Om et signalstof har høj eller lav affinitet påvirker, hvor stærkt det binder til receptoren og hvor meget af signalstoffet, der skal til for at aktivere receptoren. Der kræves lidt af et signalstof med høj affinitet, mens der kræves meget af et signalstof med lav affinitet for at aktivere en receptor.

Aktivering og deaktivering

Når en receptor binder sit signalstof, vil dette ofte resultere i, at receptoren ændrer fysisk form, ofte kaldet en konformationsændring. Denne formændring kan tilgængeliggøre dele af receptoren, som i sin tur viderefører signalet ved at påvirke andre proteiner eller molekyler inde i cellen. Dermed overføres signalet fra ydersiden af cellen, altså fra det ekstracellulære miljø, til indersiden af cellen, det intracellulære miljø.

En receptor ændrer sig ved aktivering og ændrer sig igen, når signalet ophører. Dette kan foregå på flere måder, fx ved at signalstoffet eller receptoren i sig selv nedbrydes, eller ved at andre proteiner påvirker receptoren, så den vender tilbage til sin oprindelige form. I nogle tilfælde tager dette tid, så et signalstof, der udløser en respons, ikke kan udløse samme respons igen med det samme.

Typer af receptorer

Der skelnes mellem receptorer ud fra, hvordan de fremkalder en respons i målcellen. Dette har også betydning for hastigheden af signaloverførslen.

Metabotrope receptorer virker langsomt og involverer flere trin end modparten, ionotrope receptorer, som er involveret i meget hurtig signalformidling. Receptoren for dopamin, som blandt andet findes i hjernen, er et eksempel på en metabotrop receptor. Når dopamin binder til en dopaminreceptor, sker der en række ændringer i cellen, og mange af disse ændringer varer længe. Neurotransmitteren acetylcholin kan binde flere typer receptorer, blandt andet nikotinreceptoren, som er involveret i muskelsammentrækning. Nikotinreceptoren er en ionotrop receptor, og effekten af aktivering er meget hurtig og kortvarig.

Der skelnes også mellem membranreceptorer og intracellulære receptorer. Membranreceptorer er receptorer, der findes på ydersiden af cellen, forbundet med cellemembranen. Sådanne receptorer har gerne en vandafvisende (hydrofob) del, der er fastgjort i eller går gennem cellemembranen. Membranreceptorer aktiveres ved, at en korresponderende ligand binder til receptoren på den ekstracellulære side. Den aktiverede receptor videreformidler signalet intracellulært.

G-proteinkoblede receptorer

G-proteinkoblede receptorer, ofte forkortet GPCR, fra det engelske G-protein coupled receptor, er den største klasse af membranreceptorer og varierer meget i funktion. Fælles for disse receptorer er, at de går gennem cellemembranen syv gange, de har altså syv transmembrane domæner.

På indersiden af membranen er receptoren bundet til et såkaldt G-protein. Dette protein består af flere dele, kendt som subenheder, og en af subenhederne har bundet et lille molekyle kaldet guanosindifosfat (GDP) til sig. GDP indeholder to fosfatmolekyler. Ved binding af ligand til receptoren vil G-proteinet aktiveres og ændre form, subenhederne vil glide fra hinanden, og GDP vil blive udskiftet med guanosintrifosfat (GTP), som indeholder tre fosfatmolekyler. GTP har en højere energistatus end GDP.

Det aktiverede G-protein kan videre aktivere andre intracellulære proteiner og enzymer, hvilket resulterer i dannelsen af såkaldte sekundære budbringere. De kaldes sekundære, fordi man ser på liganden, der binder til receptoren, som den første (primære) budbringer. De sekundære budbringere videreformidler og forstærker signalet.

Signaleringen afsluttes ved, at et fosfatmolekyle på GTP spaltes af, og GDP dannes. Subenhederne til G-proteinet vil samles igen, og hele komplekset vil indtage samme form, som det havde, før liganden aktiverede receptoren, og den er klar til at aktiveres igen.

G-proteinkoblet receptor

En G-proteinkoblet receptor går gennem membranen syv gange. Signalstoffet kan binde sig til receptoren på ydersiden af cellen, hvilket fører til aktivering af G-proteinkomplekset, som er bundet til receptoren på indersiden af cellen.

G-proteinkoblet receptor
Af /Created in BioRender.com.

Enzymkoblede receptorer

Enzymkoblede receptorer er membranreceptorer, der enten direkte eller indirekte har enzymatisk aktivitet. Enzymatisk aktivitet indebærer, at de for eksempel kan sammensætte eller spalte molekyler eller aktivere andre proteiner og enzymer.

Enzymkoblede receptorer kan have direkte enzymatisk aktivitet ved, at de for eksempel kan fosforylere andre proteiner inde i cellen. At fosforylere vil sige at fastgøre et fosfatmolekyle på et protein, og enzymer, der gør dette, kaldes kinaser. I de fleste tilfælde vil et protein eller et enzym gå over til en aktiv tilstand, hvis det bliver fosforyleret.

Indirekte enzymatisk aktivitet finder sted, når receptoren er forbundet med eller koblet til enzymer inde i cellen. Sådanne enzymer aktiveres, når receptoren binder en ligand og videreformidler signalet til et enzym inde i cellen.

Et eksempel på enzymkoblede receptorer er receptor tyrosin kinaser. Disse receptorer består af flere dele med bindingssted for ligand på ydersiden af cellen og en katalytisk (enzymatisk) del med kinaseaktivitet på indersiden af cellen. Ved binding af ligand vil subenhederne finde sammen og aktivere hinanden i en proces kaldet krydsfosforylering. Fosforyleringen sker på aminosyren tyrosin på begge subenheder, deraf navnet tyrosin kinaser. Disse fosforylerede tyrosiner danner derefter bindingssteder for andre intracellulære proteiner, som videre kan tilkalde eller aktivere proteiner for at fremkalde en respons.

Enzymkoblet receptor

En enzymkoblet receptor er en type receptor, der har enzymatisk aktivitet på indersiden af cellen. Når et signalstof binder sig til receptoren, fører det til aktivering af receptoren, som igen påvirker andre proteiner inde i cellen, for eksempel ved at fastgøre et fosfatmolekyle til dem.

Enzymkoblet receptor
Af /Created in BioRender.com.

Ligandstyrede ionkanaler

Ligandstyrede ionkanaler er membranreceptorer, der ved binding af ligand åbner en kanal, som tillader passage af specifikke ioner ind eller ud af cellen. På denne måde kan cellen hurtigt ændre koncentrationen af et givet ion inde i cellen som respons på et signal. Sådanne kanaler kan for eksempel kun tillade passage af natrium-ioner (Na+) eller kun calcium-ioner (Ca2+). Hvilken retning ionerne passerer afhænger af koncentrationen af ionerne på indersiden og ydersiden af cellen. Ligandstyrede ionkanaler er såkaldte ionotrope receptorer og har en meget hurtig virkning på cellen.

Ligandstyret ionkanal

En ligandstyret ionkanal er en form for receptor, som åbnes og lader ioner komme ind eller ud, hvis den aktiveres. Dette fører til en hurtig ændring af koncentrationen af ioner i cellen.

Ligandstyret ionkanal
Af /Created in BioRender.com.

Intracellulære receptorer

Intracellulære receptorer er placeret inde i cellen. Disse binder gerne hydrofobe ligander, der frit kan passere cellemembranen, fx steroidhormonerne østrogen og testosteron. I mange tilfælde vil aktivering af sådanne receptorer gøre, at de flytter sig til cellekernen, hvor de kan regulere et eller flere gener i DNA-et. Dermed kan de også betragtes som transkriptionsfaktorer.

Intracellulære receptorer

Intracellulære receptorer befinder sig inde i cellen og har ingen direkte tilknytning til cellemembranen. De aktiveres, når signalstoffer, der kan passere cellemembranen, binder sig til bindingssitet. I de fleste tilfælde fører dette til, at receptor- og signalstofkomplekset bevæger sig ind til arvematerialet, hvor det kan påvirke, hvilke gener der udtrykkes.

Intracellulære receptorer
Af /Created in BioRender.com.

Udvikling af lægemidler

Det anslås at omkring 40-50 % af alle godkendte lægemidler fungerer ved at binde sig til receptorer og enten aktivere (agonister) eller blokere (antagonister) deres funktion.

Læs mere i Lex

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig