Ključna razlika med receptorji, povezanimi z beljakovinami G, in receptorji, povezanimi z encimi, je, da se receptorji, povezani z beljakovinami G, vežejo z zunajceličnim ligandom in aktivirajo membranski protein, imenovan G-protein, medtem ko se receptorji, povezani z encimi, vežejo z zunajceličnim ligand in povzroči encimsko aktivnost na intracelularni strani.
V večceličnih organizmih celice komunicirajo med seboj prek kemičnih signalov. Celice pošiljajo in prejemajo sporočila. Preko teh sporočil se usklajujejo vse aktivnosti, ki se dogajajo v organizmu. Parakrino, endokrino, avtokrino in neposredno signaliziranje so štiri glavne vrste celičnih signalnih mehanizmov. Celice sprejemajo signale preko receptorjev. Ti receptorji so lahko znotrajcelični receptorji ali receptorji na celični površini. Znotrajcelični receptorji so prisotni v citoplazmi, medtem ko so receptorji celične površine prisotni na zunanji strani celične membrane. Obstajajo trije glavni tipi receptorjev celične površine, kot so receptorji, povezani z ionskimi kanali, receptorji, povezani z beljakovinami G, in receptorji, povezani z encimi.
Kaj so receptorji, povezani z beljakovinami G?
G proteinski vezani receptorji so vrsta transmembranskih proteinov. Kot pove njihovo ime, ti receptorji delujejo z G proteini, ki se povezujejo z GTP. GTP je molekula, kot je ATP, ki zagotavlja energijo za delovanje proteinov G. Ko se ligand veže na receptor, povezan z G proteinom, je podvržen konformacijski spremembi na način, da lahko sodeluje z G proteinom.
Slika 01: Receptorji, povezani z G proteinom
Neaktivna oblika G proteina se spremeni v aktivno obliko in se razdeli na dva dela (alfa in beta podenoti) s pretvorbo GTP v BDP in izkoriščanjem sproščene energije. Te podenote se nato ločijo od receptorja, vezanega na protein G, in medsebojno delujejo z drugimi proteini, da sprožijo celične odzive. Strukturno imajo receptorji, sklopljeni z G proteinom, sedem transmembranskih domen, ki se raztezajo čez membrano.
Kaj so encimsko povezani receptorji?
Receptorji, povezani z encimi, so druga vrsta receptorjev celične površine ali transmembranskih receptorjev. Ko se zunajcelični ligand veže na encimsko vezan receptor, ta vezava povzroči encimsko aktivnost znotraj celice. Encim se aktivira in sproži verigo dogodkov v celici, ki sčasoma vodi do odziva. Zato imajo ti receptorji znotrajcelično domeno, ki se povezuje z encimom. V nekaterih primerih ta znotrajcelična domena sama deluje kot encim ali pa neposredno sodeluje z encimom. Strukturno imajo receptorji, povezani z encimi, velike zunajcelične in znotrajcelične domene ter enojno alfa-vijačno regijo, ki zajema membrano.
Slika 02: Receptorji, povezani z encimi
Receptor tirozin kinaze je encimsko vezan receptor. Je vrsta receptorskega proteina, vključenega v večino celičnih signalnih poti. Kot pove že ime, so receptorske tirozin kinaze encimi kinaze. Kinaza je encim, ki katalizira prenos fosfatnih skupin na substrat. Ti receptorji vsebujejo tirozin kinaze, ki prenašajo fosfatno skupino iz ATP v tirozin.
Receptor tirozin kinaze ima dva podobna monomera. Ko se signalna molekula veže na vezavno mesto receptorja, se dva monomera združita in tvorita dimer. Nato kinaze fosforilirajo ATP in dodajo fosfatne skupine vsakemu od šestih tirozinov. Zato se dimer fosforilira, kar je popolnoma aktivirana tirozin kinaza. Aktivirana tirozin kinaza pošilja signale drugim molekulam celice in posreduje pri prenosu signala. Najpomembnejša značilnost receptorske tirozin kinaze je, da lahko aktivira več signalnih poti in ko se aktivira, lahko ustvari več celičnih odzivov hkrati.
Kakšne so podobnosti med receptorji, povezanimi z beljakovinami G, in receptorji, povezanimi z encimi?
- Receptorji, povezani z beljakovinami G, in receptorji, povezani z encimi, sta dve kategoriji receptorjev celične površine.
- So transmembranski proteini.
- Specifični so za posamezne vrste celic.
- Na začetku ostanejo neaktivni in nato postanejo aktivni, ko se vežejo ligand na receptor.
Kakšna je razlika med receptorji, povezanimi z beljakovinami G, in receptorji, povezanimi z encimi?
G proteinski vezani receptorji so receptorji na celični površini, ki aktivirajo G proteine po vezavi z zunajceličnim ligandom. Nasprotno pa so encimsko povezani receptorji receptorji na celični površini, ki se aktivirajo z encimom in sprožijo verigo dogodkov v celici. Torej, to je ključna razlika med receptorji, povezanimi z G proteinom, in receptorji, povezanimi z encimi. Poleg tega imajo receptorji, povezani z beljakovinami G, sedem transmembranskih domen, ki se raztezajo čez membrano, medtem ko imajo receptorji, povezani z encimi, membrano, ki se razteza čez eno samo alfa-vijačno regijo.
Spodnja infografika ponuja več primerjav, ki se nanašajo na razliko med receptorji, povezanimi z beljakovinami G, in receptorji, povezanimi z encimi.
Povzetek – receptorji, povezani z G-proteinom, v primerjavi z receptorji, povezanimi z encimi
Receptorji, povezani z beljakovinami G, in receptorji, povezani z encimi, sta dve vrsti transmembranskih receptorjev. Receptorji, povezani z G proteinom, se vežejo z zunajceličnim ligandom in aktivirajo membranski protein, imenovan G protein. Aktivacija proteina G sproži odzive celic. Po drugi strani pa se na encime vezani receptorji vežejo z zunajceličnimi ligandi in aktivirajo encime, ki sprožijo verigo dogodkov znotraj celice, ki na koncu vodi do odziva. Zato se znotrajcelične domene teh receptorjev povezujejo z encimi. Torej, to je povzetek razlike med receptorji, povezanimi z beljakovinami G, in receptorji, povezanimi z encimi.
