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21.4: 세포 표면 신호
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Biology

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Cell-surface Signaling
 
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21.4: Cell-surface Signaling

21.4: 세포 표면 신호

Hormones—or any molecule that binds to a receptor, known as a ligand—that are lipid-insoluble (water-soluble) are not able to diffuse across the cell membrane. In order to be able to affect a cell without entering it, these hormones bind to receptors on the cell membrane. When a first messenger, a hormone, binds to a receptor, a signal cascade is set off, causing second messengers, proteins inside the cell, to become activated, resulting in downstream effects.

Variety of Receptor Families

Cell membrane receptors have three portions: an external ligand-binding domain, a transmembrane domain, and an internal domain. There are three categories of cell membrane receptors based on the consistency of the structure and function of these domains within each category.

One category is ligand-gated ion channels which, when bound to a ligand, undergo a conformational change, allowing ions through a channel formed by the transmembrane portion of the receptor.

A second category is G-proteins-coupled receptors which have a distinct structure with seven transmembrane domains. Binding of the external domain to a ligand causes the alpha subunit, one of three subunits attached to the internal portion of the receptor, to disassociate from the receptor and create a cellular response.

The third category of receptors, the enzyme-linked receptor—also called catalytic receptors—have an intracellular domain that is either associated with an enzyme or is an enzyme itself. When a ligand binds to the extracellular region, the intracellular enzyme becomes active, activating other proteins within the cell.

When Receptors Go Bad

Cell membrane receptors are fundamental to cell function. Therefore, it is not surprising that many illnesses have been shown to be direct results of improperly functioning cell membrane receptors. For example, cholera develops when a G-protein-coupled receptor is disabled in the cells lining the small intestine.

Signal Transduction

The process of conversion of an extracellular stimulus to an intracellular response is known as signal transduction. This is a multi-step process involving a ligand binding to a receptor resulting in several molecular interactions within the cell. These interactions can get complicated because each step is dependent on multiple other reactions. This is a form of verification to make sure that proper cellular activities occur. This also often amplifies the response.

호르몬 - 또는 수용체에 결합하는 어떤 분자든지, 리간드로 알려져 있습니다 -지질 불용성 (수용성)는 세포막을 가로 질러 확산할 수 없습니다. 그것을 입력하지 않고 세포에 영향을 미칠 수 있도록하기 위해, 이러한 호르몬은 세포막에 수용체에 바인딩. 첫 번째 메신저, 호르몬, 수용 체에 바인딩, 신호 폭포 가 설정, 두 번째 메신저를 일으키는, 세포 내부 단백질, 활성화 될, 다운 스트림 효과의 결과.

수용체 제품군의 다양성

세포막 수용체에는 외부 리간드 결합 도메인, 막 도메인 및 내부 도메인의 세 부분이 있습니다. 각 범주 내에서 이러한 도메인의 구조 및 기능의 일관성에 따라 세포막 수용체의 세 가지 범주가 있습니다.

한 범주는 리간드 게이트 이온 채널이며, 리간드에 바인딩될 때, 수용체의 막 부분에 의해 형성된 채널을 통해 이온을 허용하는 형성적 변화를 겪는다.

두 번째 범주는 7개의 막 개막 도메인을 가진 뚜렷한 구조를 가진 G 단백질 결합 수용체입니다. 리간드에 외부 도메인의 결합은 수용체의 내부 부분에 부착된 3개의 하위 단위 중 하나인 알파 서브유닛을 수용체로부터 분리하고 세포 반응을 생성한다.

수용체의 세 번째 범주, 효소 연결 수용체 -라고도 촉매 수용 체-효소와 관련 된 또는 효소 자체 세포 내 도메인. 리간드가 세포외 부위에 결합하면 세포 내 효소가 활성화되어 세포 내의 다른 단백질을 활성화합니다.

수용체가 나빠질 때

세포막 수용체는 세포 기능에 기본입니다. 따라서, 많은 질병이 부적절하게 작동하는 세포막 수용체의 직접적인 결과로 나타났다는 것은 놀라운 일이 아니다. 예를 들어, 콜레라는 G 단백질 결합 수용체가 소장을 일렬로 세우는 세포에서 비활성화될 때 발생합니다.

신호 변환

세포외 자극을 세포내 반응으로 변환하는 과정은 신호 변환이라고 합니다. 이것은 세포 내의 몇몇 분자 상호 작용의 결과로 수용체에 리간드 결합을 관련시키는 다단계 프로세스입니다. 각 단계는 여러 다른 반응에 의존하기 때문에 이러한 상호 작용이 복잡해질 수 있습니다. 이것은 적절한 세포 활동이 발생하는지 확인하는 검증의 한 형태입니다. 이것은 또한 수시로 응답을 증폭합니다.


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