Kluczowa różnica między receptorami połączonymi z białkiem G a receptorami enzymatycznymi polega na tym, że receptory połączone z białkiem G wiążą się z zewnątrzkomórkowym ligandem i aktywują białko błonowe zwane białkiem G, podczas gdy receptory enzymatyczne wiążą się z zewnątrzkomórkowym ligand i powodują aktywność enzymatyczną po stronie wewnątrzkomórkowej.
W organizmach wielokomórkowych komórki komunikują się ze sobą za pomocą sygnałów chemicznych. Komórki wysyłają i odbierają wiadomości. Poprzez te komunikaty koordynowane są wszystkie czynności zachodzące w organizmie. Sygnalizacja parakrynna, endokrynna, autokrynna i bezpośrednia to cztery główne typy mechanizmów sygnalizacji komórkowej. Komórki odbierają sygnały przez receptory. Receptory te mogą być receptorami wewnątrzkomórkowymi lub receptorami powierzchniowymi komórki. Receptory wewnątrzkomórkowe są obecne w cytoplazmie, natomiast receptory powierzchniowe komórki znajdują się po zewnętrznej stronie błony komórkowej. Istnieją trzy główne typy receptorów powierzchniowych komórki, takie jak receptory związane z kanałem jonowym, receptory związane z białkiem G i receptory związane z enzymami.
Czym są receptory połączone z białkiem G?
Receptory związane z białkiem G to rodzaj białek transbłonowych. Jak sugeruje ich nazwa, receptory te współpracują z białkami G, które łączą się z GTP. GTP jest cząsteczką podobną do ATP, która dostarcza energię do działania białek G. Kiedy ligand wiąże się z receptorem połączonym z białkiem G, ulega zmianie konformacyjnej w taki sposób, że może wchodzić w interakcje z białkiem G.
Rysunek 01: Receptory związane z białkiem G
Nieaktywna forma białka G przekształca się w formę aktywną i dzieli się na dwie części (podjednostki alfa i beta), przekształcając GTP w GDP i wykorzystując uwolnioną energię. Podjednostki te następnie oddzielają się od receptora sprzężonego z białkiem G i oddziałują z innymi białkami, aby wywołać odpowiedzi komórkowe. Strukturalnie receptory sprzężone z białkiem G mają siedem domen transbłonowych, które rozciągają się w poprzek błony.
Czym są receptory enzymatyczne?
Receptory enzymatyczne to inny typ receptorów powierzchniowych komórek lub receptorów transbłonowych. Gdy ligand zewnątrzkomórkowy wiąże się z receptorem związanym z enzymem, to wiązanie powoduje aktywność enzymatyczną wewnątrz komórki. Enzym aktywuje i uruchamia w komórce łańcuch zdarzeń, który ostatecznie prowadzi do odpowiedzi. Dlatego te receptory mają domenę wewnątrzkomórkową, która łączy się z enzymem. W niektórych przypadkach ta domena wewnątrzkomórkowa sama działa jako enzym lub oddziałuje bezpośrednio z enzymem. Strukturalnie, receptory połączone z enzymem mają duże domeny zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe oraz obejmujący błonę pojedynczy region alfa-helikalny.
Rysunek 02: Receptory enzymatyczne
Receptorowa kinaza tyrozynowa jest receptorem enzymatycznym. Jest to rodzaj białka receptorowego zaangażowanego w większość szlaków sygnalizacji komórkowej. Jak sama nazwa wskazuje, receptorowe kinazy tyrozynowe są enzymami kinazowymi. Kinaza to enzym, który katalizuje przenoszenie grup fosforanowych na substrat. Receptory te zawierają kinazy tyrozynowe, które przenoszą grupę fosforanową z ATP na tyrozynę.
Receptorowa kinaza tyrozynowa ma dwa podobne monomery. Gdy cząsteczka sygnalizacyjna zwiąże się z miejscem wiązania receptora, dwa monomery łączą się i tworzą dimer. Następnie kinazy fosforylują ATP i dodają grupy fosforanowe do każdej z sześciu tyrozyn. W związku z tym dimer zostaje ufosforylowany, co jest w pełni aktywowaną kinazą tyrozynową. Aktywowana kinaza tyrozynowa wysyła sygnały do innych cząsteczek komórki i pośredniczy w przekazywaniu sygnału. Najważniejszą cechą receptorowej kinazy tyrozynowej jest to, że może ona aktywować wiele ścieżek sygnałowych, a kiedy się aktywuje, może wywoływać wiele odpowiedzi komórkowych naraz.
Jakie są podobieństwa między receptorami sprzężonymi z białkiem G a receptorami sprzężonymi z enzymami?
- Receptory wiązane z białkiem G i receptory enzymatyczne to dwie kategorie receptorów na powierzchni komórki.
- Są białkami transbłonowymi.
- Są specyficzne dla poszczególnych typów komórek.
- Na początku pozostają nieaktywne, a następnie stają się aktywne po związaniu liganda z receptorem.
Jaka jest różnica między receptorami sprzężonymi z białkiem G a receptorami sprzężonymi z enzymami?
Receptory połączone z białkiem G to receptory na powierzchni komórki, które aktywują białka G po związaniu z ligandem zewnątrzkomórkowym. W przeciwieństwie do tego, receptory enzymatyczne to receptory na powierzchni komórki, które aktywują się za pomocą enzymu i uruchamiają łańcuch zdarzeń w komórce. Jest to więc kluczowa różnica między receptorami związanymi z białkiem G a receptorami związanymi z enzymami. Co więcej, receptory połączone z białkiem G mają siedem domen transbłonowych rozciągających się w poprzek błony, podczas gdy receptory połączone enzymami mają rozciągający się na błonę pojedynczy region alfa-helikalny.
Poniższa infografika zawiera więcej porównań dotyczących różnicy między receptorami połączonymi z białkiem G a receptorami połączonymi enzymami.
Podsumowanie – Receptory związane z białkiem G a receptory związane z enzymami
Receptory związane z białkiem G i receptory związane z enzymami to dwa typy receptorów transbłonowych. Receptory połączone z białkiem G wiążą się z ligandem zewnątrzkomórkowym i aktywują białko błonowe zwane białkiem G. Aktywacja białka G wyzwala odpowiedzi komórek. Z drugiej strony, receptory enzymatyczne wiążą się z ligandami zewnątrzkomórkowymi i aktywują enzymy, które wyzwalają łańcuch zdarzeń w komórce, który ostatecznie prowadzi do odpowiedzi. Dlatego wewnątrzkomórkowe domeny tych receptorów łączą się z enzymami. Oto podsumowanie różnicy między receptorami połączonymi z białkiem G a receptorami połączonymi z enzymami.
