受体

受体（receptor）是存在于细胞膜或细胞中的一种特殊的蛋白质，它能特异性地识别并结合细胞外的信号分子，然后激活一系列细胞内的生化反应，使细胞对外界刺激产生相应的作用。与受体结合的生物活性物质统称为配体（ligand）。受体通过识别和结合配体触发整个信号转导过程，在信号转导中起着关键作用。不同的配体作用于不同的受体，产生不同的生物学效应。虽然不同的受体具有结合不同配体的能力，但同一类型的受体在不同的组织部位，其结合配体的能力并不完全相同。但总的来说，受体的结构和功能都有一定的规律。

根据受体在靶细胞上位置的不同，可将其分为膜受体（membrane receptors）和胞内受体（intracellular receptor）。此外，细胞膜上还有一种特殊的受体，配体特异性地与该受体结合，可介导受体的内吞作用，形成内吞体并将配体分子带入细胞，从而启动信号转导。

膜受体主要分为三大类：G蛋白偶联受体（G-protein coupled receptors，GPCR）、酶联受体（enzyme-linked receptor）和离子通道偶联受体（ion-channel linked receptor，也称配体门控离子通道）。膜受体有约20个家族受体，其中G蛋白偶联受体、受体酪氨酸激酶、细胞因子受体、鸟苷酸环化酶受体、肿瘤坏死因子受体、Toll样受体、Notch受体、Hedgehog受体和Wnt受体是目前研究得较清楚的。

离子通道型受体能与细胞外信号分子结合，同时又是离子通道，具有受体与离子通道偶联的特点。因此，当离子通道型受体与配体结合时，它可以迅速打开离子通道，离子可通过细胞膜流入或流出细胞，使细胞内产生离子流和电子效应，导致膜电位的变化。离子通道型受体介导的信号转导是神经系统和其他电刺激细胞所特有的一种快速反应，主要在神经系统的突触反应中起控制作用。

G蛋白偶联受体（如M-乙酰胆碱受体、视紫红质受体、α2肾上腺素能受体和β肾上腺素能受体等）是膜受体中最大的家族，分布广泛，种类繁多，数以千计的家族成员几乎遍布所有细胞。G蛋白偶联受体介导的信号转导是缓慢的，但非常敏感和灵活，而且类型多样。(https://www.daowen.com)

G蛋白偶联受体成员均为一条多肽链构成的糖蛋白，由400～500个氨基酸残基组成，分为胞外、胞膜及胞内三个区。N末端位于胞外区，带有多个糖基化位点；胞膜结构区由7个穿膜、疏水的α螺旋结构组成，其氨基酸组成高度保守，各穿膜螺旋结构之间有环状结构形成，共有6个；C末端位于胞内区。穿膜区的α螺旋结构片段是受体与配体结合的部位，位于胞质内的穿膜第五及第六区间的细胞内环是能被G蛋白识别的区域。当受体被激活时，这一区域将与G蛋白结合进而使G蛋白激活。如果这一部位的氨基酸组成改变或者数目减少，受体将不能与G蛋白偶联。C末端的丝氨酸、苏氨酸为磷酸化部位，在蛋白激酶的作用下可以结合磷酸基团。

G蛋白是指在信号转导过程中，与受体偶联并能与鸟苷酸结合的一类蛋白质，位于细胞膜胞质面，为可溶性的膜外周蛋白，由α、β、γ三种蛋白亚基组成。G蛋白的主要功能是通过其自身构象的变化，激活效应蛋白，进而实现信号从胞外向胞内的传递。每一个G蛋白都与一个特殊的受体和一个具有特殊结构的下游靶蛋白有特定的结合关系。G蛋白α亚基上存在GDP或GTP结合位点，有GTP酶活性，能促进与其结合的GTP分解为GDP。在静息状态下，α亚基与β、γ亚基形成三聚体形式后与GDP结合，此时G蛋白与受体分离，无活性，当配体与相应的受体结合后，受体分子的构象改变，与G蛋白α亚基结合的位点暴露，导致受体胞内部分与G蛋白α亚基接触并相互作用，使α亚基构象改变，与GDP的亲和力减弱，和GTP的亲和力增强，进而与GTP结合，最后G蛋白被接激活，进入功能状态并解体为与GTP结合的α亚基和β、γ二聚体两个部分。这两个部分沿着细胞膜自由扩散，直接与位于细胞膜下游的效应蛋白作用，并将其激活，完成信号从胞外传递到胞内的过程。当配体与受体的结合解除后，G蛋白α亚基分解其结合的GTP，生成GDP，其构象改变，与GDP的亲和力增加并与之结合，α亚基与效应蛋白分离，重新与β、γ亚基构成三聚体，G蛋白恢复到静息状态。G蛋白下游的效应蛋白通常是离子通道或与膜结合的酶（通常为腺苷酸环化酶、磷脂酶C等），不同的效应蛋白受不同类型的G蛋白影响。人们在哺乳动物中已经发现20多种不同类型的G蛋白，根据它们在功能上对效应蛋白作用的不同，可将其分为激动型G蛋白（Gs家族）、抑制型G蛋白（Gi家族）和磷脂酶C型G蛋白（Gp家族）等类型。

酪氨酸蛋白激酶型受体（tyrosine-specific protein kinase type receptor，TPKR）是一类本身具有酪氨酸激酶活性的胞外受体。TPKR是一条多肽链构成的穿膜糖蛋白，N端位于胞外区，是配体结合部位，其胞外区由500～850个氨基酸组成，比其他受体的更大，不同的TPKR胞外区氨基酸种类差别较大。C端位于细胞质内，含酪氨酸激酶功能区，该区在氨基酸组成上高度保守，包括结合ATP与结合底物两个区域。穿膜区由1个高度疏水的α螺旋构成，含22～26个氨基酸。当配体与受体结合后，受体的胞外结构与构象改变，并引起其胞内结构与构象发生变化，使受体C端酪氨酸残基迅速磷酸化，激活受体的激酶，使其在空间结构上形成1个或数个SH2结合位点。通过这些位点，受体可以与具有SH2结构域的蛋白质结合并使之激活，激活的蛋白质进一步催化细胞内的生化反应，由此完成信号从胞外向胞内的传递。由于TPKR的配体主要是一些生长因子和分化因子，如表皮生长因子、血小板源生长因子和胰岛素等，因此这类受体介导的信号转导途径在参与细胞生长和分化的调控中起着重要作用，不过它们引起细胞产生效应的过程比较缓慢，一般需要数分钟。

细胞内受体根据其在细胞内的分布可分为胞质受体（cytosol receptor）和核受体（nuclear receptor）。细胞内受体的配体多为脂溶性小分子，常见的有甾体类激素、类固醇激素类、甲状腺素类激素、维生素D和气体分子。这些小分子可以通过简单扩散或载体蛋白直接穿过细胞膜与位于细胞质或细胞核内的受体结合。例如，糖皮质激素和盐皮质激素受体位于细胞质中，而维生素D3和维A酸受体位于细胞核中。还有一些受体可以同时存在于细胞质和细胞核中，如雌激素受体、雄激素受体等。