A transzmembrán receptorok olyan membránfehérjék , amelyek nemcsak a külső sejtmembránban , hanem a kompartmentek és sejtszervecskék membránjában is találhatók és működnek . A jelzőmolekulához (hormonhoz vagy mediátorhoz) való kötődés a membrán egyik oldalán történik, és a sejtválasz a membrán másik oldalán jön létre. Így egyedülálló és fontos szerepet töltenek be a sejt-sejt kommunikációban és a jelátvitelben.
Sok transzmembrán receptor két vagy több alegységből áll, amelyek kombinációban hatnak, és egy ligandumhoz kötődve disszociálhatnak, vagy megváltoztathatják konformációjukat , és az aktiválási ciklus következő szakaszába léphetnek. Gyakran osztályozzák őket molekulaszerkezetük alapján. E receptorok közül a legegyszerűbbek polipeptidláncai csak egyszer lépnek át a lipid kettős rétegen , míg sokak hétszer (például G-fehérjéhez kapcsolt receptorok ).
Az extracelluláris domén a receptor azon régiója, amely a sejten vagy organoidon kívül helyezkedik el. Ha a receptor polipeptid lánc többször keresztezi a sejtet, akkor a külső domén több hurokból is állhat. A receptor fő funkciója a hormon felismerése (bár egyes receptorok a membránpotenciál változásaira is képesek reagálni), és sok esetben a hormon ehhez a tartományhoz kötődik.
Egyes receptorok fehérjecsatornák is. A transzmembrán domén főként transzmembrán α-hélixekből áll. Egyes receptorokon, például a nikotinos acetilkolin receptoron, a transzmembrán domén membránpórust vagy ioncsatornát képez. Az extracelluláris domén aktiválása után (hormonkötés) a csatorna át tudja adni az ionokat . Más receptoroknál a hormon kötődése után a transzmembrán domén megváltoztatja konformációját, ami intracelluláris hatású.
Az intracelluláris vagy citoplazmatikus domén kölcsönhatásba lép a sejt vagy organoid belsejével, és továbbítja a vett jelet. Az ilyen interakciónak két alapvetően eltérő módja van:
A legtöbb transzmembrán receptor a három osztály egyikébe tartozik, amelyeket a jelátvitel fő mechanizmusa különböztet meg. Osztályozza az ionotróp és metabotrop transzmembrán receptorokat. Az ionotróp receptorok vagy ioncsatornákhoz kapcsolt receptorok részt vesznek például a szinaptikus jelek gyors átvitelében az idegsejtek és más, elektromos jeleket érzékelni képes célsejtek között.
A metabotróp receptorok kémiai jeleket továbbítanak. Két nagy osztályba sorolhatók: G-protein-kapcsolt receptorok és enzim - kapcsolt receptorok [1] .
A G-proteinhez kapcsolt receptorokat 7TM receptoroknak is nevezik (hét transzmembrán domén receptorok, hét transzmembrán doménnel rendelkező receptorok). Ezek transzmembrán fehérjék, amelyeknek külső szegmense a ligandumkötéshez, membránszegmensük és G-fehérjéhez kapcsolt citoszol szegmensük van. Hat osztályt különböztetnek meg a receptorok szerkezetének és funkcióinak hasonlósága alapján, A-F (vagy 1-6) osztályokat, amelyek viszont sok családra oszlanak. Ebbe az osztályba tartoznak a szenzoros receptorok és az adrenoreceptorok .
A GPCR-ekhez hasonlóan az enzimkapcsolt receptorok is transzmembrán fehérjék, amelyekben a ligandumkötő domén a membránon kívül helyezkedik el. A GPCR-ekkel ellentétben ezek citoszolos doménje nem kapcsolódik G-fehérjéhez, hanem maga is enzimatikus aktivitással rendelkezik, vagy közvetlenül kötődik az enzimhez. Általában hét szegmens helyett, mint a GPCR-ekben, az ilyen receptoroknak csak egy transzmembrán szegmensük van. Ezek a receptorok ugyanazokat a jelátviteli útvonalakat tartalmazhatják, mint a GPCR-ek. Ebbe az osztályba tartozik például az inzulinreceptor .
Az enzimkapcsolt receptoroknak hat fő osztálya van:
A sejtben többféle módon szabályozzák a transzmembrán receptorok aktivitását, ezek közül a legfontosabb a receptorok foszforilációja és internalizálása .