RESEPTOR MEMBRAN: FUNGSI, JENIS, CARA KERJANYA - BIOLOGI - 2025

The reseptor membran adalah kelas reseptor seluler yang terletak di permukaan membran plasma sel, yang memungkinkan mendeteksi bahan kimia oleh alam mereka tidak bisa menyeberang membran.

Umumnya, reseptor membran adalah protein membran integral yang mengkhususkan diri dalam mendeteksi sinyal kimiawi seperti hormon peptida, neurotransmiter, dan faktor trofik tertentu; beberapa obat dan racun juga dapat mengikat jenis reseptor ini.

Skema representatif dari reseptor membran. Ligan yang terletak di bagian luar membran (1), interaksi reseptor membran-ligan (2) dan (3) peristiwa pensinyalan selanjutnya diamati (Sumber: Wyatt Pyzynski via Wikimedia Commons)

Mereka diklasifikasikan menurut jenis kaskade intraseluler yang digabungkan dan yang menentukan efek akhir pada sel yang sesuai, yang disebut sel target atau sel target.

Dengan demikian, tiga kelompok besar telah dijelaskan: yang terkait dengan saluran ion, yang terkait dengan enzim dan yang terkait dengan protein G. Pengikatan ligan ke reseptor menghasilkan perubahan konformasi pada reseptor yang memicu kaskade pensinyalan intraseluler di sel target.

Rantai pensinyalan yang digabungkan ke reseptor membran memungkinkan untuk memperkuat sinyal dan menghasilkan respons atau perubahan sementara atau permanen dalam sel target. Sinyal intraseluler ini secara kolektif disebut "sistem transduksi sinyal".

fitur

Fungsi reseptor membran, dan jenis reseptor lain pada umumnya, adalah untuk memungkinkan komunikasi sel di antara mereka sendiri, sedemikian rupa sehingga berbagai organ dan sistem organisme bekerja secara terkoordinasi untuk mempertahankan homeostasis dan menanggapi perintah sukarela dan otomatis yang dikeluarkan oleh sistem saraf.

Dengan demikian, sinyal kimiawi yang bekerja pada membran plasma dapat memicu modifikasi yang diperkuat dari berbagai fungsi di dalam mesin biokimia sel dan memicu banyaknya respons spesifik.

Melalui sistem amplifikasi sinyal, satu stimulus (ligan) mampu menghasilkan perubahan transien langsung, tidak langsung, dan jangka panjang, memodifikasi ekspresi beberapa gen dalam sel target, misalnya.

Jenis

Reseptor seluler diklasifikasikan, menurut lokasinya, menjadi: reseptor membran (yang terpapar di membran sel) dan reseptor intraseluler (yang dapat berupa sitoplasma atau nuklir).

Reseptor membran terdiri dari tiga jenis:

- Terhubung ke saluran ion

- Terkait dengan enzim

- Terkait dengan protein G.

Reseptor membran terikat ke saluran ion

Juga disebut saluran ion berpagar ligan, mereka adalah protein membran yang terdiri dari 4 hingga 6 subunit yang dirakit sedemikian rupa sehingga meninggalkan saluran atau pori pusat, yang melaluinya ion melewati satu sisi membran ke sisi lainnya.

Contoh reseptor asetilkolin, reseptor yang terhubung ke saluran ion. Tiga negara konformasi itu ditampilkan (Sumber: Laozhengzz via Wikimedia Commons)

Saluran ini melintasi membran dan memiliki ujung ekstraseluler, di mana situs pengikatan ligan berada, dan ujung intraseluler lainnya yang, di beberapa saluran, memiliki mekanisme gerbang. Saluran tertentu memiliki situs ligan intraseluler.

Reseptor membran terkait enzim

Reseptor ini juga merupakan protein transmembran. Mereka memiliki ujung ekstraseluler yang menyajikan situs pengikatan untuk ligan dan yang terkait dengan ujung intraselulernya sebuah enzim yang diaktifkan dengan pengikatan ligan ke reseptor.

Reseptor membran digabungkan atau dihubungkan dengan protein G.

Reseptor berpasangan G-protein memiliki mekanisme tidak langsung untuk pengaturan fungsi intraseluler sel target yang melibatkan molekul transduser yang disebut protein pengikat atau pengikat GTP atau protein-G.

Semua reseptor terkait protein G ini terdiri dari protein membran yang melintasi membran tujuh kali dan disebut reseptor metabotropik. Ratusan reseptor yang terkait dengan protein G yang berbeda telah diidentifikasi.

Bagaimana mereka bekerja?

Dalam reseptor yang terikat pada saluran ion, pengikatan ligan ke reseptor menghasilkan perubahan konformasi dalam struktur reseptor yang dapat memodifikasi gerbang, memindahkan dinding saluran lebih dekat atau lebih jauh. Dengan ini mereka memodifikasi aliran ion dari satu sisi membran ke sisi lain.

Reseptor yang terikat pada saluran ion, sebagian besar, spesifik untuk satu jenis ion, itulah sebabnya reseptor untuk saluran K +, Cl-, Na +, Ca ++, dll. Telah dijelaskan. Ada juga saluran yang memungkinkan dua atau lebih jenis ion melewatinya.

Sebagian besar reseptor yang terkait dengan enzim berasosiasi dengan protein kinase, terutama enzim tirosin kinase. Kinase ini diaktifkan ketika ligan berikatan dengan reseptor di tempat pengikatan ekstraselulernya. Kinase memfosforilasi protein spesifik dalam sel target, memodifikasi fungsi sel.

Contoh reseptor membran yang terkait dengan enzim tirosin kinase (Sumber: Laozhengzz via Wikimedia Commons)

Reseptor terkait protein G mengaktifkan kaskade reaksi biokimia yang akhirnya memodifikasi fungsi berbagai protein dalam sel target.

Ada dua jenis protein G yaitu protein G heterotrimerik dan protein G monomerik. Keduanya terikat secara tidak aktif ke PDB, tetapi ketika ligan terikat ke reseptor, PDB digantikan oleh GTP dan protein G diaktifkan.

Dalam protein G heterotrimerik, subunit α yang terikat ke GTP berdisosiasi dari kompleks ßγ, meninggalkan protein G yang aktif. Baik subunit α yang terikat ke GTP dan ßγ gratis dapat memediasi respons.

Skema reseptor berpasangan protein G (Sumber: Bensaccount di Wikipedia bahasa Inggris melalui Wikimedia Commons)

Protein Monomer G atau protein G kecil juga disebut protein Ras karena pertama kali dijelaskan pada virus yang menghasilkan tumor sarkoma pada tikus.

Ketika diaktifkan, mereka merangsang mekanisme yang terutama terkait dengan lalu lintas vesikuler dan fungsi sitoskeletal (modifikasi, pemodelan ulang, transportasi, dll.).

Contoh

Reseptor asetilkolin, terkait dengan saluran natrium yang terbuka saat ia mengikat asetilkolin dan menyebabkan depolarisasi sel target, adalah contoh yang baik dari reseptor membran yang terhubung ke saluran ion. Selain itu, terdapat tiga jenis reseptor glutamat yaitu reseptor ionotropik.

Glutamat adalah salah satu neurotransmiter eksitatori terpenting dalam sistem saraf. Tiga jenis reseptor ionotropiknya adalah: reseptor NMDA (N-methyl-D-aspartate), AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionate) dan kainate (asam kainic).

Nama mereka berasal dari agonis yang mengaktifkannya dan ketiga jenis saluran ini adalah contoh saluran rangsang non-selektif, karena saluran ini memungkinkan lewatnya natrium dan kalium dan dalam beberapa kasus sejumlah kecil kalsium.

Contoh reseptor yang terkait dengan enzim adalah reseptor insulin, keluarga reseptor TrK atau reseptor neurotrophin, dan reseptor untuk beberapa faktor pertumbuhan.

Reseptor berpasangan protein G yang paling penting termasuk reseptor asetilkolin muskarinik, reseptor β-adrenergik, reseptor sistem penciuman, reseptor glutamat metabotropik, reseptor untuk banyak hormon peptida, dan reseptor rhodopsin dari sistem retinal.

Referensi

1. Departemen Biokimia dan Biofisika Molekuler Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Prinsip-prinsip ilmu saraf (Vol. 4, hal. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz, & TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
2. Hulme, EC, Birdsall, NJM, & Buckley, NJ (1990). Subtipe reseptor muskarinik. Review tahunan farmakologi dan toksikologi, 30 (1), 633-673.
3. Cull-Candy, SG, & Leszkiewicz, DN (2004). Peran subtipe reseptor NMDA yang berbeda di sinapsis pusat. Sci. STKE, 2004 (255), re16-re16.
4. William, FG, & Ganong, MD (2005). Review fisiologi medis. Dicetak di Amerika Serikat, Edisi Ketujuh Belas, Pp-781.
5. Bear, MF, Connors, BW, & Paradiso, MA (Eds.). (2007). Ilmu Saraf (Vol.2). Lippincott Williams & Wilkins.