受体 (生物化学)
本條目介紹的是生物化學術語。關於固態物理學術語，請見“受體 (物理學)”。
圖爲受體作用機理的示意簡圖。細胞外的配體分子（圖中標爲1）在與受體（圖中標爲2）結合後，受體結構發生改變，使細胞內產生相應的效應，這可能是由第二信使分子（圖中標爲3）誘導的
受體（Receptor），又称受器、接收器，是一個生物化學上的概念，指一類能傳導細胞外信號，並在細胞內產生特定效應的分子。產生的效應可能僅在短時間內持續，比如改變細胞的代謝或者細胞的運動。也可能是長效的效應，比如上調或下調某個或某些基因的表達[1][2][3]。
受體通過與特定的配體結合而感知到細胞外的信號。隨後，受體的結構發生變化，並誘導細胞內產生相應的效應。受體通過信号级联效應，逐步以指數級擴大細胞內產生的效應的強度。信號級聯的第一步可能是產生cAMP等第二信使分子，誘導下一級反應[3]。根據受體所在的位置，可以分爲細胞表面受體和細胞內受體兩類。其中細胞表面受體位於細胞表面，處於內環境中的配體可以直接與之結合。大部分的細胞內受體都屬於核受體。在未與配體結合時，這些受體位於細胞質中，配體需要穿過細胞膜進入細胞內，才能與該受體結合結合。在與配體結合後，核受體會轉入細胞核中發揮效應。另一類細胞內受體是細胞內的酶、RNA、核糖體等，配體通過與這些受體結合發揮效應[4][5]。
目录
1 細胞表面受體
1.1 G蛋白偶聯受體
1.2 受體酪氨酸激酶
1.3 鳥苷酸環化酶偶聯受體
1.4 離子通道
1.5 黏附受體
2 細胞內受體
3 信號級聯
4 受體脫敏
5 学说发展史
6 參見
7 參考
細胞表面受體
一種G蛋白偶聯受體的結構示意圖，圖中用彩色標出的是其七次穿膜的結構
細胞表面受體是一類位於細胞表面的受體，可與細胞外的配體結合結合，並引發細胞內的反應。目前已發現的細胞表面受體中，較經典的有5類：G蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor）、受體酪氨酸激酶（Receptor tyrosine kinases）、鳥苷酸環化酶偶聯受體（Guanylate cyclase-coupled receptor）、離子通道（ion channel），以及黏附受體（adhesion receptor），其中以G蛋白偶連受體的數量最多，相關的研究也是最深入的，諾貝爾化學獎以及諾貝爾生理醫學獎都有授予給G蛋白偶聯受體的研究者的紀錄[6][7][3][8]。
G蛋白偶聯受體
G蛋白偶聯受體是目前發現最主要的一種細胞表面受體，對它的研究也是最透徹的。G蛋白偶聯受體可分爲A-F六類，不同分類之間並沒有顯著的同源關係[9][10][11][12]。G蛋白偶聯受體的一個特徵是，它有一個穿膜7次結構域的受體，肽鏈的N端位於細胞外側，C端則位於細胞內。另一個特徵則是該受體與G蛋白偶聯。G蛋白通常含有三個亞基α、β、γ，其中α亞基靜息狀態下與GDP結合。當受體被配體激活後，受體會使與G蛋白結合的GDP轉化爲GTP，從而使G蛋白活化，α亞基分離，引起下一步反應，通過肌醇三磷酸（IP3）、cAMP等第二信使引發下一級反應[3][8]。
受體酪氨酸激酶
受體酪氨酸激酶是一類有著單次穿膜結構域的受體，在細胞內側偶聯着酪氨酸激酶。當該類受體激活後，內側的酪氨酸激酶會發生活化，對蛋白肽鏈上的酪氨酸（Tyr）進行磷酸化，進而產生下一步效應。胰島素受體、IGF1R，以及IGF2R都屬於受體酪氨酸激酶[13][14][8]。
鳥苷酸環化酶偶聯受體
鳥苷酸環化酶偶聯受體（Guanylate cyclase-coupled receptor），亦稱爲受體鳥苷酸環化酶（Receptor guanylate cyclase），是一種單次穿膜的細胞表面受體，該受體因爲可在激活後將鳥苷酸環化爲cGMP，以cGMP分子作爲第二信使而得名。在人體內，因爲不同組織中鳥苷酸環化酶偶聯受體的類型不同，這類受體的具體功能也不同。腎臟中的心房利鈉肽（ANF）受體NRP1、NRP2、NRP3就屬於鳥苷酸環化酶偶聯受體。另外，亦存在位於細胞內的鳥苷酸環化酶偶聯受體，比如可溶性一氧化氮激活鳥苷酸環化酶（soluble NO-activated guanylate cyclase）[8][15]。
離子通道
離子通道是一類位於細胞表面的蛋白，平時屬於關閉狀態，離子不能通過，在被激活後，通道才會打開，離子方可通過離子通道轉移到細胞膜另一側。一類離子通道，即配體門控離子通道（Ligand-gated ion channel）可在與配體結合後激活，使對應的離子得以通過。神經突觸中突觸後膜上的毒蕈鹼受體就是一類配體門控離子通道，在與乙醯膽鹼結合後，會打開離子通道，允許鈣離子（Ca2+）、鈉離子（Na+）內流，引發突觸後膜興奮[16][17][18]。
黏附受體
黏附受體（adhesion receptor）是一類與細胞黏附相關的受體，主要接收與細胞黏附的信號。細胞膜上的整合素就是一種黏附受體。整合素在細胞外會與配體膠原蛋白、硫酸乙酰肝素等結合，而細胞內的結構域則是與細胞骨架結合（結合可能是直接結合，也可能由talin蛋白等作爲連接的中間體），通過感知細胞外膠原蛋白等的變化，調節細胞內的細胞極性、細胞生長存活狀態，以及基因表達強度等，同時，整合素也可以反過來對細胞外產生影響，如調節細胞黏附和遷移，以及細胞外基質的聚合[8]。
細胞內受體
圖爲一種核受體PPAR-γ與DNA結合結構的晶體衍射圖
位於細胞內的受體稱爲細胞內受體。大部分的細胞內受體是核受體，在未激活時位於細胞質中。因爲配體需要穿過細胞膜，擴散入細胞質中後才可以與核受體結合，因而核受體的配體大部分是小分子脂類物質。核受體在與配體結合後，會進入細胞核內，對基因的表達進行調控，因而核受體可認爲是一類轉錄因子。因爲核受體的效應是改變基因表達，因而相比細胞表面受體，核受體產生效應所需時間相對較長，同時產生的效應相對也能持續較長時間[19][20][5]。
除核受體外，還有一類細胞內受體的化學本質是細胞內的酶、結構性蛋白、核糖體或RNA。比如藥物（配體）甲氧苄氨嘧啶可以作用於受體微管、紅黴素可以作用於細菌的50s核糖體亞基[5]。
信號級聯
受體在接受胞外信號後，會向細胞內傳遞信號。在這個過程中，信號通過不斷向下一級傳遞的方式逐漸增大，這個過程稱爲信號級聯。雖然受體最初只能產生小部分的效應分子，但每個效應分子又能激活幾個下一級的信號分子，這樣，一個受體的信號會以指數級的方式不斷擴大，最後在細胞內產生明顯的效應，比如使數個基因的表達發生變化。一些受體在激活後會產生一些效應分子，如cAMP等，並由這些分子開始信號級聯反應，這樣的分子稱爲第二信使[21][22][8]。
受體脫敏
受體脫敏的圖解。可見受體在反覆受到配體刺激後，可通過內吞作用被運回細胞內部，使配體無法與之結合
受體脫敏（desensitization）是指受體在反覆受到配體刺激活化後，對配體反應的敏感性的強度下降的現象。在藥理學中，快速抗藥即由受體脫敏造成。受體脫敏的一種機制是，受體通過內吞作用被運回細胞內部，使細胞表面的受體數量減少，能與內環境中配體結合的受體也就減少。此外，一部分受體，如一些離子通道，在激活後需要經過一定的靜息期方可再次被激活[5][8]。
学说发展史
1878年，朗格莱（Langley）提出了最早的受体假设，他用“受体物质”来解释阿托品和毛果芸香碱对猫唾液分泌的拮抗作用。1913年，欧利希（Ehrlich）根据实验结果提出了“锁和钥匙”的药物与受体的互补关系，但当时认为受体和配体都是静止不动的。1933年，克拉克（Clark）在研究药物对蛙心的量效关系中，定量的阐明了药物于受体的相互作用。这些说法为受体学说奠定了基础。[23]
20世纪50－60年代，Ariens和斯蒂芬森（Stephenson）从实验发现药物产生最大效应不一定占领全部受体，由此提出的备用受体学说和速率学说，从动力学的角度解释了受体拮抗剂和激动剂的作用。[23]
20世纪70年代以后，随着蛋白质晶体学的发展，许多配体和受体的结构被人们所认识，从而阐明了受体亚型、离子通道等的分布和功能。变构学说彻底打破了蛋白质静止不动的认识，认为受体在有活性与无活性的构象状态间转化。1977年，格里夫斯（Greaves）提出的能动受体学说，把受体的微观变化同生理、生化或药理反应相联系，说明了受体在细胞膜内传递信息的作用机制。[23]
參見
- 配體 (生物化學)
受體拮抗劑和激動劑
參考
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