SignalöverföringRedigera

Närvaron av ett eller flera hormoner ger upphov till en reaktion i receptorn, vilket startar en kaskad av signalering. Hormonreceptorn interagerar med olika molekyler för att framkalla en mängd olika förändringar, t.ex. en ökning eller minskning av näringskällor, tillväxt och andra metaboliska funktioner. Dessa signalvägar är komplexa mekanismer som förmedlas av återkopplingsslingor där olika signaler aktiverar och hämmar andra signaler. Om en signalväg slutar med ökad produktion av ett näringsämne är detta näringsämne sedan en signal tillbaka till receptorn som fungerar som en konkurrenshämmare för att förhindra ytterligare produktion. Signalvägar reglerar celler genom att aktivera eller inaktivera genuttryck, transportera metaboliter och kontrollera enzymatisk aktivitet för att hantera tillväxt och metabolismens funktioner.

Intracellulära (kärnreceptorer)Redigera

Intracellulära och kärnreceptorer är ett direkt sätt för cellen att reagera på interna förändringar och signaler. Intracellulära receptorer aktiveras av hydrofoba ligander som passerar genom cellmembranet. Alla nukleära receptorer har en mycket likartad struktur och beskrivs med en inneboende transkriptionsaktivitet. Den inneboende transkriptionella aktiviteten omfattar följande tre domäner: transkriptionsaktiverande, DNA-bindande och ligandbindande. Dessa domäner och ligander är hydrofoba och kan färdas genom membranet. Förflyttningen av makromolekyler och ligandmolekyler in i cellen möjliggör ett komplext transportsystem av intracellulära signalöverföringar genom olika cellmiljöer tills responsen aktiveras. Kärnreceptorer är en särskild klass av intracellulära receptorer som specifikt stöder cellens behov av att uttrycka vissa gener. Kärnreceptorer binder ofta direkt till DNA genom att rikta in sig på specifika DNA-sekvenser för att uttrycka eller undertrycka transkriptionen av närliggande gener.

TransmembranreceptorerRedigera

Den extracellulära miljön kan framkalla förändringar i cellen. Hormoner, eller andra extracellulära signaler, kan inducera förändringar i cellen genom att binda till membranbundna receptorer. Denna interaktion gör det möjligt för hormonreceptorn att producera andra budbärare i cellen för att underlätta reaktionen. Andra budbärare kan också skickas för att interagera med intracellulära receptorer för att komma in i det komplexa signaltransportsystem som slutligen förändrar cellfunktionen.

G-proteinkopplade membranreceptorer (GPCR) är en viktig klass av transmembranreceptorer. G-proteinernas egenskaper omfattar GDP/GTP-bindning, GTP-hydrolys och utbyte av guanosinnukleotider. När en ligand binder till en GPCR ändrar receptorn konformation, vilket gör att de intracellulära slingorna mellan receptorns olika membrandomäner interagerar med G-proteiner. Denna interaktion orsakar utbyte av GDP mot GTP, vilket utlöser strukturella förändringar i G-proteinets alfaunderenhet. Förändringarna avbryter alfaunderenhetens interaktion med beta-gammakomplexet, vilket resulterar i en enda alfaunderenhet med GTP bundet och en beta-gamma dimer. GTP-alpha-monomeren interagerar med en rad olika cellulära mål. Beta-gamma-dimeren kan också stimulera enzymer i cellerna till exempel adenylatcyklas, men den har inte lika många mål som GTP-alfa-komplexet.

Hjälper till med genuttryckRedigera

Hormonreceptorer kan uppträda som transkriptionsfaktorer genom att interagera direkt med DNA eller genom att samverka med signalvägar. Denna process förmedlas genom samreglerare. I avsaknad av ligand binder receptormolekyler corepressorer för att undertrycka genuttryck och komprimerar kromatin genom histondeacetylatas. När en ligand är närvarande genomgår kärnreceptorer en konformationsförändring för att rekrytera olika koaktivatorer. Dessa molekyler arbetar för att ombilda kromatin. Hormonreceptorer har mycket specifika motiv som kan interagera med koregulatorkomplex. Detta är den mekanism genom vilken receptorer kan inducera reglering av genuttryck beroende på både den extracellulära miljön och den omedelbara cellulära sammansättningen. Steroidhormoner och deras reglering genom receptorer är de mest potenta molekylinteraktionerna när det gäller att hjälpa till med genuttryck.

Problem med kärnreceptorbindning till följd av brist på ligand eller receptorer kan få drastiska effekter på cellen. Beroendet av liganden är den viktigaste delen för att kunna reglera genuttrycket, så avsaknaden av liganden är drastisk för denna process. Östrogenbrist är till exempel en orsak till osteoporos och oförmågan att genomgå en korrekt signalkaskad förhindrar tillväxt och förstärkning av ben. Brister i kärnreceptormedierade vägar spelar en nyckelroll i utvecklingen av sjukdomar, som osteoporos.