細胞表面受體及相關功能

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簡介

細胞表面是細胞最外層，與外部環境相互作用。它是一個動態而複雜的結構，由各種生物分子組成，包括脂質、蛋白質和碳水化合物。

細胞表面在細胞與其環境之間的通訊中起著至關重要的作用，這種通訊是由細胞表面受體介導的。細胞表面受體是跨膜蛋白，它們與細胞外環境中的特定分子結合，並將訊號傳遞到細胞內環境以引發細胞反應。

在本教程中，我們將探討不同型別的細胞表面受體、它們的功能以及訊號轉導機制。我們還將討論細胞表面受體在各種生理過程中（包括髮育、免疫反應和細胞生長）的重要性。

細胞表面受體的型別

有幾種型別的細胞表面受體，每種受體都有獨特的結構和功能。三種主要的細胞表面受體型別是：

• 離子通道連線受體；

• G蛋白偶聯受體 (GPCR)；以及

• 酶連線受體。

離子通道連線受體

• 離子通道連線受體是完整的膜蛋白，它們在細胞膜上形成一個孔，允許離子穿過細胞膜。

• 這些受體參與神經系統中訊號的傳遞，並負責疼痛、觸覺、味覺和嗅覺的感覺。

• 配體與受體的結合引起構象變化，開啟或關閉離子通道，允許離子流入或流出細胞。

• 這種離子流產生沿神經細胞傳遞的電訊號。

  • 離子通道連線受體的例子包括菸鹼型乙醯膽鹼受體、γ-氨基丁酸 (GABA) 受體和穀氨酸受體。

G蛋白偶聯受體 (GPCR)

• GPCR 是最大的細胞表面受體家族，參與調節廣泛的生理過程，包括視覺、味覺、嗅覺和激素訊號傳導。

• GPCR 是七次跨膜結構域蛋白，跨越細胞膜，具有細胞外的 N 末端和細胞內的 C 末端。

• 配體與受體的結合引起構象變化，啟用受體細胞內側的 G 蛋白。

• 然後，G 蛋白啟用效應蛋白，例如酶或離子通道，導致產生第二信使，例如環磷酸腺苷 (cAMP) 或三磷酸肌醇 (IP3)。然後，第二信使引發細胞反應。

  • GPCR 的例子包括β-腎上腺素受體、5-羥色胺受體和多巴胺受體。

酶連線受體

• 酶連線受體是跨膜蛋白，具有細胞外配體結合域和具有酶活性的細胞內結構域。

• 這些受體參與調節各種細胞過程，包括生長、分化和免疫反應。

• 配體與受體的結合啟用細胞內酶活性，導致產生第二信使，例如環磷酸鳥苷 (cGMP) 或環腺苷二磷酸核糖 (cADPR)。然後，第二信使引發細胞反應。

• 第二信使然後引發細胞反應。

  • 酶連線受體的例子包括受體酪氨酸激酶、細胞因子受體和鳥苷酸環化酶受體。

細胞表面受體的功能

• 細胞表面受體對於細胞和生物體的正常功能至關重要。

• 它們在各種生理過程中起著關鍵作用，包括髮育、免疫反應和細胞生長。

發育

• 在發育過程中，細胞表面受體在細胞間通訊和調節細胞分化、遷移和增殖的訊號通路中起著至關重要的作用。

  • 例如，受體酪氨酸激酶 (RTK) 受體家族在各種器官（包括神經系統、心臟和肺）的發育中起著至關重要的作用。

免疫反應

• 細胞表面受體在免疫反應中也必不可少。

• 免疫系統依靠細胞表面受體識別外來抗原來產生適當的反應。

  • 例如，T細胞受體 (TCR) 識別抗原呈遞細胞 (APC) 表面呈遞的抗原，導致 T 細胞活化和產生協調免疫反應的細胞因子。

細胞生長和增殖

• 細胞表面受體也參與調節細胞生長和增殖。

  • 例如，表皮生長因子受體 (EGFR) 和胰島素受體 (INSR) 都是受體酪氨酸激酶，在調節細胞生長和增殖中起著至關重要的作用。

  • 這些受體的失調可能導致癌症的發生。

訊號轉導機制

• 配體與細胞表面受體的結合引發一系列事件，最終導致細胞反應。

• 具體的訊號轉導機制取決於所涉及的受體型別。

離子通道連線受體

• 配體與離子通道連線受體的結合引起構象變化，開啟或關閉離子通道，允許離子流入或流出細胞。

• 這種離子流產生沿神經細胞傳遞的電訊號。

G蛋白偶聯受體 (GPCR)

配體與 GPCR 的結合引起構象變化，啟用受體細胞內側的 G 蛋白。然後，G 蛋白啟用效應蛋白，例如酶或離子通道，導致產生第二信使，例如環磷酸腺苷 (cAMP) 或三磷酸肌醇 (IP3)。然後，第二信使引發細胞反應。

酶連線受體

配體與酶連線受體的結合啟用細胞內酶活性，導致產生第二信使，例如環磷酸鳥苷 (cGMP) 或環腺苷二磷酸核糖 (cADPR)。然後，第二信使引發細胞反應。