6.14: Receptory połączone z enzymami

Receptory związane z enzymami to białka, które działają zarówno jako receptor, jak i enzym, aktywując wiele sygnałów wewnątrzkomórkowych. Jest to duża grupa receptorów, do której zalicza się rodzina receptorowych kinaz tyrozynowych (RTK). Wiele czynników wzrostu i hormonów wiąże się z RTK i je aktywuje.

Receptory neurotrofinowe (NT) to rodzina RTK, obejmująca receptory trkA, trkB i trkC (kinaza związana z tropomiozyną). TrkA jest specyficzny dla czynnika wzrostu nerwów (NGF), neurotrofiny-6 i neurotrofiny-7. TrkB wiąże neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF) i neurotrofinę-4/5, podczas gdy TrkC jest specyficzny dla neurotrofiny-3.

Receptory Trk mają pojedynczą domenę transbłonową, z miejscem wiązania czynnika wzrostu w części zewnątrzkomórkowej i miejscem aktywacji enzymu wewnątrzkomórkowo. Receptory Trk mogą być monomeryczne lub dimeryzowane, gdzie połączone są dwa receptory Trk. Albo pojedynczy czynnik wzrostu wiąże dwa monomeryczne receptory, powodując ich dimeryzację, albo czynnik wzrostu wiąże oba miejsca na wstępnie dimeryzowanym receptorze, aktywując receptor.

Po związaniu receptorów aktywowane kinazy tyrozynowe dokonują krzyżowej fosforylacji tyrozyn przy użyciu fosforanu z ATP i przekazując je sobie nawzajem. Fosforylowane tyrozyny są rozpoznawane jako miejsca dokowania przez wewnątrzkomórkowe domeny białek sygnalizacyjnych, takie jak homologia Src 2 (SH2). Każde miejsce dokowania jest wykorzystywane przez różne białka sygnalizacyjne, co zwiększa różnorodność dalszych efektów regulowanych przez te receptory.

Interakcja między NGF i TrkA zwróciła uwagę na jej rolę w postępie choroby Alzheimera, czyli zaburzenia, w którym w neuronach tworzą się płytki amyloidowe. Amyloid-beta jest cytotoksycznym fragmentem białka prekursorowego amyloidu (APP). Przypuszcza się, że wiązanie NGF z receptorem TrkA zmniejsza wytwarzanie amyloidu-beta poprzez połączenie APP z receptorem TrkA. Eliminuje to zdolność beta-sekretazy 1 (BACE1) do rozszczepiania APP na beta-amyloid. Ponadto receptor TrkA może przenosić APP do aparatu Golgiego, gdzie enzymy BACE1 są rzadkie. W mózgu pacjentów z chorobą Alzheimera wytwarzanie kompleksu TrkA/APP jest zmniejszone w obszarach kluczowych dla uczenia się i pamięci, takich jak hipokamp.

Niektóre receptory działają również jako enzymy, cząsteczki przyspieszające reakcje chemiczne

Receptorowe kinazy tyrozynowe lub RTK to jedna rodzina receptorów połączonych z enzymami. Kiedy cząsteczka sygnałowa, ligand, wiąże się, dwa RTK związane z błoną dimeryzują lub agregują.

Proces ten aktywuje aktywność kinazy tyrozynowej w ogonie cytoplazmatycznym receptorów. Każdy RTK w dimerze przenosi grupę fosforanową z ATP do tyrozyny na drugim RTK w procesie zwanym fosforylacją.

Gdy tyrozyny mają przyłączone fosforany, dimer zostaje aktywowany. Teraz różne białka przekaźnikowe mogą wiązać się ze specyficznymi fosforylowanymi tyrozynami, ulegając aktywacji i inicjując własne szlaki transdukcji sygnału, które prowadzą do różnych odpowiedzi komórkowych.