اتصال لیگاند به گیرنده (بخش دوم)

گیرنده های وابسته به آنزیم تنها یک بار به صورت مارپیچ α از غشاء عبور می کند.

بخش مرکز یادگیری - مرجان سلیمانیان

در مطلب قبل دانستید گاهی تمایل یک لیگاند به یک گیرنده بیشتر از لیگاندهای دیگر است، ولی گیرنده را کمتر (فعال) می کند. در واقع دو ویژگی (تمایل اتصالی) و (توانایی فعال کردن گیرنده) مستقل از یکدیگر می باشند.

برای بهبود مدل فوق می توانیم گیرنده را در دو صورت بندی R (غیر فعال) و R* (فعال) تصور کنیم که در نبود لیگاند نیز با یکدیگر در تعادل هستند.

مرحله سوم

R□(↔┴J )R^*

در نتیجه داریم :

مرحله چهارم

J=((R^*))/((R))

از آنجا که گیرنده های بدون لیگاند غالبا غیر فعال می باشند، باید 1>>J باشد. (مثلا 3-10= J) در واقع چنین گیرنده ای در نبود لیگاند بیشتر زمان خود را در حالت غیر فعال سپری می کند. در مقابل، در اتصال به یک لیگاند فعال کننده، گیرنده بیشتر در صورت بندی فعال (R*) است و به ندرت غیر فعال می شود. در واقع می توانیم بنویسیم:

توجه داشته باشید که R*L در اینجا معادل RL در مدل قبل می باشد.

بنابر قانون دوم ترمودینامیک، تفاوت انرژی آزاد بین R+L و R*L مستقل از مسیر بین آنها می باشد و می توانیم بنویسیم:

مرحله پنجم

J*.K=J.K*

اکنون فرض کنید لیگاندی تمایل زیادی برای اتصال به R* در مقایسه با R داشته باشد، یعنی K*>>K باشد. از رابطه فوق نتیجه می گیریم که در این صورت همچنین J* >>J است، یعنی اتصال لیگاند به گیرنده باعث می شود تعادل گیرنده به سمت گیرنده فعال (R*) جابه جا شود. به عبارت دیگر، هر چه تمایل یک لیگاند برای اتصال به R* در مقایسه با R بیشتر باشد، به همان نسبت صورت بندی گیرنده را به سمت R* می برد. مشابه این استدلال در توصیف اثر تعاونی نیز به کار می آید.

به این ترتیب، طبق این مدل، فعال شدن یک گیرنده توسط یک لیگاند نتیجه ساده تمایل نسبی لیگاند به دو شکل Rو R* است. این مدل، چند ویژگی گیرنده ها و لیگاندهایشان را توضیح می دهد:

- از آنجا که J صفر نیست، حتی گیرنده های متصل نشده به لیگاند نیز اندکی فعالیت دارند. این ویژگی در زمان بیان زیاد گیرنده ها قابل تشخیص می شود:

افزایش تعداد گیرنده ها و درنتیجه بیان زیاد آنها نه تنها حساسیت سلول را به لیگاند افزایش می دهد، بلکه سبب قابل تشخیص بودن فعالیت ذاتی در نبود لیگاند نیز می شود.

- لیگاندهای مختلف در اتصال انتخابی به R و R* متفاوت اند. برخی که آگونیست نام دارند، تمایل بسیار زیادی برای اتصال به R* دارند. در آگونیست های جزئی نسبت K* به K کمتر از آگونیست ها است، ولی همچنان بزرگ تر از 1 می باشد. توجه کنید که آگونیست جزئی تفاوت زیادی با آگونیست با تمایل کم دارد.

- لیگاندی که در آن 1=K/ K* باشد، (یعنی به یک نسبت به هر دو حالت R و R* متصل شود) باعث فعال شدن گیرنده نمی شود. با این وجود چنین لیگاندی می تواند اثر یک لیگاند فعال کننده را مهار کند. به چنین لیگاندی آنتاگونیست گفته می شود.

بسیاری از آنتاگونیست ها ساختاری شبیه آگونیست متناظر خود دارند و جایگاه اتصال آنها روی گیرنده مشترک است، چنین آنتاگونیست هایی به صورت رقابتی به گیرنده متصل می شوند و اثر آگونیست را مهار می کننئ. از آنتاگونیست ها هم توسط سلول ها در شرایط طبیعی و هم به عنوان دارو در پزشکی برای مهار برخی لیگاندها استفاده می شود.

لیگاندی که ترجیحا به R متصل شود، تعادل را به سمت غیر فعال شدن گیرنده پیش می برد و عملا یک مهار کننده است . این لیگاند آگونیست وارونه نام دارد.

* برخی گیرنده های وابسته به آنزیم فعالیت آنزیمی ندارد بلکه با تیروزین کینازهای سیتوپلاسمی به نام JAK در ارتباط هستند.

گیرنده های سایتوکین ها و هورمون پرولاکتین از این نوع می باشد.

پس از اتصال هومون به لیگاند باعث می شود که JAK ها همدیگر را فسفریله و فعال کنند. JAK  های فعال پروتئین های گیرنده را فسفریله می کند. تنظیم کننده های رونویسی به نام STAT به فسفوتیروزین های روی گیرنده متصل شده و JAK ها باعث فسفریله کردن و فعال کردن آن ها می شوند.

منبع: https://www.google.com

تنظیم کننده: محبوبه همت