Back to chapter

6.9:

קולטנים פנימיים

JoVE 核
生物学
需要订阅 JoVE 才能查看此.  登录或开始免费试用。
JoVE 核 生物学
Internal Receptors

Languages

分享

קולטנים פנימיים הם חלבונים מסיסים הקושרים מולקולות איתות בתוך תאים, או בתוך הציטופלזמה או בתוך הגרעין, כדי לעורר תגובה, כגון שינוי בביטוי הגנים. בדרך כלל, הליגנדים הנקשרים לקולטנים פניימים הם מולקולות הידרופוביות לא-קוטביות אשר מפעפעות מבעד לקרום התא של תאי המטרה, או שהם תרכובות שסונתזו בתוך התאים. לאחר שלינגד נקשר, נגרם שינוי מבני בקולטן, אשר מאפשר לו להיקשר אל מולקולות אחרות בתא.לדוגמה, כאשר ההורמון טסטוסטרון, או צורתו המומרת אנזימטית DHT דיהידרוטסטוסטרון, נקשר לקולטן של אנדרוגן בציטופלזמה, התצמיד שמכיל ליגנד עובר בתורו שינויים מבניים, שמאפשרים לו לעבור אל הגרעין, לעבור דימריזציה, ולחשוף אתר קישור לדנ”א, אזור על הקולטן אשר מזהה רצפי נוקלאוטידים ספציפיים של דנ”א. במקרה הזה, אזורי הקישור נקראים הורמון, או אלמנטים קושרי-אנדרוגן, שמווסתים את פעילותם של גנים מסוימים, על ידי קידום או חסימה mRNAs-של סינתזת ה, כדי לתווך השפעות ייחודיות לאנדרוגן בתוך תאים.

6.9:

קולטנים פנימיים

Many cellular signals are hydrophilic and therefore cannot pass through the plasma membrane. However, small or hydrophobic signaling molecules can cross the hydrophobic core of the plasma membrane and bind to internal, or intracellular, receptors that reside within the cell. Many mammalian steroid hormones use this mechanism of cell signaling, as does nitric oxide (NO) gas.

Similar to membrane-bound receptors, binding of a ligand to a receptor located in the cytoplasm or nucleus of a cell causes a conformational change in the receptor. Like transcription factors, the active receptor can bind to receptor-specific DNA binding sites to increase or decrease the transcription of target genes. In the case of an intracellular receptor located in the cytoplasm, the receptor-ligand complex must first cross the nuclear membrane.

Many steroid hormones, including estrogen and testosterone, use intracellular receptors to induce specific effects. As an example, estrogen can diffuse across the membrane; binding of estrogen to its receptor results in dimerization of the receptors and transport of the ligand-receptor complex to the nucleus. Once in the nucleus, the complex can bind to DNA sequences called Estrogen-Response Elements (EREs). Depending on the other transcription factors and co-activators, binding of activated estrogen receptors (ERs) to EREs may cause an increase or decrease in transcription of target genes.

The activation of other intracellular receptors, including some thyroid hormone receptors, requires that ligands cross both the plasma membrane and nuclear membrane, as the corresponding receptors reside in the nucleus. These ligand-receptor complexes then can bind to DNA, similar to the mechanism described above.

Suggested Reading

Murphy, Elizabeth. "Estrogen signaling and cardiovascular disease." Circulation Research 109, no. 6 (2011): 687-696. [Source]

Sever, Richard, and Christopher K. Glass. "Signaling by nuclear receptors." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 5, no. 3 (2013): a016709. [Source]

Azeem, Waqas, Margrete Reime Hellem, Jan Roger Olsen, Yaping Hua, Kristo Marvyin, Yi Qu, Biaoyang Lin, Xisong Ke, Anne Margrete Øyan, and Karl-Henning Kalland. "An androgen response element driven reporter assay for the detection of androgen receptor activity in prostate cells." PloS One 12, no. 6 (2017): e0177861. [Source]