CÁC THỤ THỂ MÀNG: CHỨC NĂNG, LOẠI, CÁCH CHÚNG HOẠT ĐỘNG - SINH HỌC - 2026

Các thụ thể màng là một loại thụ thể tế bào nằm trên bề mặt của màng sinh chất của tế bào, cho phép phát hiện các hóa chất do bản chất của chúng không thể đi qua màng.

Nói chung, thụ thể màng là các protein màng tích hợp chuyên phát hiện các tín hiệu hóa học như hormone peptide, chất dẫn truyền thần kinh và một số yếu tố dinh dưỡng nhất định; một số loại thuốc và chất độc cũng có thể liên kết với các loại thụ thể này.

Sơ đồ đại diện của một thụ thể màng. Các phối tử nằm ở phần ngoài của màng (1), tương tác giữa thụ thể giữa phối tử và màng (2) và (3) các sự kiện truyền tín hiệu tiếp theo được quan sát (Nguồn: Wyatt Pyzynski qua Wikimedia Commons)

Chúng được phân loại theo kiểu thác nội bào mà chúng được ghép nối với nhau và đó là những kiểu quyết định tác động cuối cùng lên tế bào tương ứng, được gọi là tế bào đích hoặc tế bào đích.

Do đó, ba nhóm lớn đã được mô tả: nhóm liên kết với kênh ion, nhóm liên kết với enzym và nhóm liên kết với protein G. Sự liên kết của các phối tử với thụ thể tạo ra sự thay đổi cấu trúc trong thụ thể gây ra dòng tín hiệu nội bào trong ô đích.

Các chuỗi tín hiệu kết hợp với các thụ thể màng giúp nó có thể khuếch đại tín hiệu và tạo ra các phản ứng hoặc thay đổi nhất thời hoặc vĩnh viễn trong tế bào đích. Những tín hiệu nội bào này được gọi chung là "hệ thống truyền tín hiệu."

Đặc trưng

Chức năng của các thụ thể màng và của các loại thụ thể khác nói chung là cho phép các tế bào giao tiếp với nhau, theo cách mà các cơ quan và hệ thống khác nhau của một sinh vật hoạt động phối hợp để duy trì cân bằng nội môi và đáp ứng các mệnh lệnh tự nguyện và tự động do hệ thần kinh đưa ra.

Do đó, một tín hiệu hóa học tác động lên màng sinh chất có thể kích hoạt sự thay đổi khuếch đại các chức năng khác nhau trong bộ máy sinh hóa của tế bào và kích hoạt nhiều phản ứng cụ thể.

Thông qua hệ thống khuếch đại tín hiệu, một kích thích đơn lẻ (phối tử) có khả năng tạo ra những thay đổi thoáng qua tức thời, gián tiếp và lâu dài, làm thay đổi sự biểu hiện của một số gen trong tế bào đích.

Các loại

Các thụ thể trong tế bào được phân loại, theo vị trí của chúng, thành: thụ thể màng (những thụ thể tiếp xúc trong màng tế bào) và thụ thể nội bào (có thể là tế bào chất hoặc nhân).

Các thụ thể trên màng có ba loại:

- Liên kết với các kênh ion

- Liên kết với các enzym

- Liên kết với protein G

Các thụ thể màng liên kết với các kênh ion

Còn được gọi là kênh ion tạo phối tử, chúng là các protein màng bao gồm 4 đến 6 tiểu đơn vị được lắp ráp theo cách chúng để lại một ống dẫn hoặc lỗ trung tâm, qua đó các ion đi từ bên này sang bên kia của màng.

Ví dụ về thụ thể acetylcholine, một thụ thể liên kết với kênh ion. Ba trạng thái cấu trúc của nó được hiển thị (Nguồn: Laozhengzz qua Wikimedia Commons)

Các kênh này đi qua màng và có một đầu ngoại bào, nơi đặt vị trí liên kết cho phối tử, và một đầu nội bào khác, trong một số kênh, có cơ chế cổng. Một số kênh nhất định có vị trí phối tử nội bào.

Các thụ thể màng liên kết với enzyme

Các thụ thể này cũng là các protein xuyên màng. Chúng có một đầu ngoại bào thể hiện vị trí liên kết cho phối tử và kết hợp với phần cuối nội bào của chúng, một enzym được kích hoạt bằng cách liên kết của phối tử với thụ thể.

Các thụ thể trên màng kết hợp hoặc liên kết với protein G

Các thụ thể kết hợp với protein G có cơ chế gián tiếp điều hòa các chức năng nội bào của tế bào đích liên quan đến các phân tử đầu dò được gọi là protein liên kết hoặc liên kết GTP hoặc protein G.

Tất cả các thụ thể liên kết với protein G này được tạo thành từ một protein màng đi qua màng bảy lần và được gọi là thụ thể metabotropic. Hàng trăm thụ thể liên kết với các protein G khác nhau đã được xác định.

Họ làm việc như thế nào?

Trong các thụ thể liên kết với các kênh ion, sự liên kết của phối tử với thụ thể tạo ra sự thay đổi cấu trúc trong cấu trúc của thụ thể có thể thay đổi một cổng, di chuyển các thành của kênh gần hơn hoặc xa hơn. Với điều này, chúng thay đổi sự di chuyển của các ion từ bên này sang bên kia của màng.

Các thụ thể liên kết với các kênh ion, phần lớn, đặc trưng cho một loại ion, đó là lý do tại sao các thụ thể cho các kênh K +, Cl-, Na +, Ca ++, v.v. đã được mô tả. Cũng có những kênh cho phép hai hoặc nhiều loại ion đi qua.

Hầu hết các thụ thể liên kết với enzyme liên kết với protein kinase, đặc biệt là enzyme tyrosine kinase. Các kinase này được kích hoạt khi phối tử liên kết với thụ thể tại vị trí liên kết ngoại bào của nó. Kinases phosphoryl hóa các protein cụ thể trong tế bào đích, điều chỉnh chức năng của tế bào.

Ví dụ về thụ thể màng liên kết với enzyme tyrosine kinase (Nguồn: Laozhengzz qua Wikimedia Commons)

Các thụ thể liên kết với protein G kích hoạt các chuỗi phản ứng sinh hóa kết thúc thay đổi chức năng của các protein khác nhau trong tế bào đích.

Có hai loại protein G là protein G dị cơ và protein G đơn phân. Cả hai đều không hoạt động liên kết với GDP, nhưng khi phối tử được liên kết với thụ thể, GDP được thay thế bằng GTP và protein G được kích hoạt.

Trong các protein G dị hóa, tiểu đơn vị α liên kết với GTP phân ly khỏi phức hợp ßγ, để lại protein G được hoạt hóa. Cả tiểu đơn vị α liên kết với GTP và ßγ tự do đều có thể làm trung gian cho phản ứng.

Sơ đồ của một thụ thể kết hợp với protein G (Nguồn: Bensaccount tại Wikipedia tiếng Anh qua Wikimedia Commons)

Protein G đơn lượng hoặc protein G nhỏ còn được gọi là protein Ras vì chúng đã được mô tả lần đầu tiên trong một loại virus tạo ra các khối u sarcom ở chuột.

Khi được kích hoạt, chúng kích thích các cơ chế chủ yếu liên quan đến lưu lượng mụn nước và các chức năng của xương tế bào (sửa đổi, tái tạo, vận chuyển, v.v.).

Ví dụ

Thụ thể acetylcholine, được liên kết với kênh natri sẽ mở ra khi nó liên kết với acetylcholine và gây ra sự khử cực của tế bào đích, là một ví dụ điển hình về các thụ thể màng liên kết với kênh ion. Ngoài ra, có ba loại thụ thể glutamate là thụ thể ionotropic.

Glutamate là một trong những chất dẫn truyền thần kinh kích thích quan trọng nhất trong hệ thần kinh. Ba loại thụ thể ionotropic của nó là: thụ thể NMDA (N-methyl-D-aspartate), AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionat) và kainate (axit kainic).

Tên của chúng có nguồn gốc từ các chất chủ vận kích hoạt chúng và ba loại kênh này là ví dụ về các kênh kích thích không chọn lọc, vì chúng cho phép dẫn truyền natri và kali và trong một số trường hợp là một lượng nhỏ canxi.

Ví dụ về các thụ thể liên kết với enzym là thụ thể insulin, họ thụ thể TrK hoặc thụ thể neurotrophin và các thụ thể đối với một số yếu tố tăng trưởng.

Các thụ thể kết hợp với protein G quan trọng nhất bao gồm thụ thể muscarinic acetylcholine, thụ thể β-adrenergic, thụ thể hệ khứu giác, thụ thể metabotropic glutamate, thụ thể cho nhiều hormone peptide và thụ thể rhodopsin của hệ thống võng mạc.

Người giới thiệu

1. Khoa Hóa sinh và Lý sinh Phân tử Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Các nguyên lý của khoa học thần kinh (Tập 4, trang 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz và TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
2. Hulme, EC, Birdsall, NJM và Buckley, NJ (1990). Các loại phụ thụ thể Muscarinic. Đánh giá hàng năm về dược lý học và độc chất học, 30 (1), 633-673.
3. Cull-Candy, SG, & Leszkiewicz, DN (2004). Vai trò của các phân nhóm thụ thể NMDA riêng biệt tại các khớp thần kinh trung ương. Sci. STKE, 2004 (255), re16-re16.
4. William, FG, & Ganong, MD (2005). Ôn tập về sinh lý y học. Được in tại Hoa Kỳ, Ấn bản thứ mười bảy, Pp-781.
5. Bear, MF, Connors, BW, & Paradiso, MA (Eds.). (2007). Khoa học thần kinh (Tập 2). Lippincott Williams và Wilkins.