SignaloverførselRediger

Nærværet af et hormon eller flere hormoner aktiverer en reaktion i receptoren, som starter en kaskade af signalering. Hormonreceptoren interagerer med forskellige molekyler for at fremkalde en række ændringer, såsom en stigning eller et fald i næringsstofkilder, vækst og andre metaboliske funktioner. Disse signalveje er komplekse mekanismer, der er formidlet af feedbacksløjfer, hvor forskellige signaler aktiverer og hæmmer andre signaler. Hvis en signalvej ender med en stigning i produktionen af et næringsstof, er dette næringsstof derefter et signal tilbage til receptoren, der fungerer som en konkurrerende hæmmer for at forhindre yderligere produktion. Signalveje regulerer cellerne gennem aktivering eller inaktivering af genekspression, transport af metabolitter og kontrol af enzymatisk aktivitet for at styre vækst og metabolismens funktioner.

Intracellulære (nukleare receptorer)Rediger

Intracellulære og nukleare receptorer er en direkte måde for cellen at reagere på interne ændringer og signaler på. Intracellulære receptorer aktiveres af hydrofobiske ligander, der passerer gennem den cellulære membran. Alle nukleare receptorer er meget ens i struktur og er beskrevet med en iboende transkriptionel aktivitet. Intrinsisk transkriptionel aktivitet omfatter de tre følgende domæner: transkriptionsaktiverende, DNA-bindende og ligandbindende. Disse domæner og ligander er hydrofobiske og er i stand til at bevæge sig gennem membranen. Bevægelsen af makromolekyler og ligandmolekyler ind i cellen muliggør et komplekst transportsystem af intracellulære signaloverførsler gennem forskellige cellulære miljøer, indtil responsen er aktiveret. Nukleære receptorer er en særlig klasse af intracellulære receptorer, som specifikt hjælper cellens behov for at udtrykke bestemte gener. Nukleære receptorer binder ofte direkte til DNA ved at målrette specifikke DNA-sekvenser for at udtrykke eller undertrykke transkription af nærliggende gener.

TransmembranreceptorerRediger

Det ekstracellulære miljø er i stand til at fremkalde ændringer i cellen. Hormoner eller andre ekstracellulære signaler er i stand til at fremkalde ændringer i cellen ved at binde sig til membranbundne receptorer. Denne interaktion gør det muligt for hormonreceptoren at producere sekundære budbringere i cellen for at fremme responsen. Second messengers kan også sendes til at interagere med intracellulære receptorer for at indgå i det komplekse signaltransportsystem, der i sidste ende ændrer cellens funktion.

G-protein-koblede membranreceptorer (GPCR) er en vigtig klasse af transmembranreceptorer. G-proteinerne har bl.a. egenskaber som GDP/GTP-binding, GTP-hydrolyse og guanosinnukleotidudveksling. Når en ligand binder til en GPCR, ændrer receptoren konformation, hvilket får de intracellulære loops mellem receptorens forskellige membrandomæner til at interagere med G-proteiner. Denne interaktion medfører udveksling af GDP med GTP, hvilket udløser strukturelle ændringer i G-proteinets alfa-underenhed. Ændringerne afbryder alfa-underenhedens interaktion med beta-gamma-komplekset, og dette resulterer i en enkelt alfa-underenhed med GTP bundet og en beta-gamma-dimer. GTP-alpha-monomeren interagerer med en række cellulære mål. Beta-gamma-dimeren kan også stimulere enzymer i cellerne, f.eks. adenylatcyklase, men den har ikke så mange mål som GTP-alpha-komplekset.

Hjælpe genekspressionRediger

Hormonreceptorer kan opføre sig som transkriptionsfaktorer ved at interagere direkte med DNA eller ved at krydstale med signalveje. Denne proces formidles gennem co-regulatorer. I fravær af ligand binder receptormolekyler corepressorer for at undertrykke genekspression, idet de komprimerer kromatin gennem histon deacetylatase. Når der er en ligand til stede, undergår nukleare receptorer en konformationsændring for at rekruttere forskellige coaktivatorer. Disse molekyler arbejder for at remodellere kromatin. Hormonreceptorer har meget specifikke motiver, som kan interagere med coregulatorkomplekser. Dette er den mekanisme, hvormed receptorer kan inducere regulering af genekspression afhængigt af både det ekstracellulære miljø og den umiddelbare cellesammensætning. Steroidhormoner og deres regulering ved hjælp af receptorer er de mest potente molekylinteraktioner i forbindelse med hjælp til genekspression.

Problemer med nukleare receptorbinding som følge af mangel på ligand eller receptorer kan have drastiske virkninger på cellen. Afhængigheden af liganden er den vigtigste del for at kunne regulere genekspressionen, så fraværet af ligand er drastisk for denne proces. Østrogenmangel er f.eks. en årsag til osteoporose, og den manglende evne til at gennemgå en korrekt signalkaskade forhindrer knoglevækst og knogleforstærkning. Mangler i nukleare receptormedierede veje spiller en central rolle i udviklingen af sygdomme, som f.eks. osteoporose.