膜受体的调节机制

膜受体-激素结合亲和力、受体数目、激素信号的穿膜转导能力和受体后作用的级联扩增(cascade amplification)反应都有精细的调节。

同源性调节改变受体数目或结合力

在体内,激素在表达生物作用的每一步骤都受许多因素调节,各种因素可影响激素与受体结合亲和力、受体数目(升调节或降调节)、受体信息传递的速度和能力(受体磷酸化、膜脂质变化、与辅助蛋白相互作用、受体变构效应)及受体后信息的传递等,这些环节的调节异常可引起靶细胞对激素反应性失敏(hyposensitivity)或过敏(hypersensitivity)。

受体数目调节

膜受体合成-转换-降解循环

膜受体合成-转换-降解循环

注:受体在粗面内质网合成,在高尔基体被糖化,可能通过与膜的融合并插入膜中。激素与受体结合后,受体向激素-受体复合物处聚集、内陷,受体小泡与溶解体融合,激素和受体均被降解;或激素被降解而受体再循环插入膜结构内重复利用。

肽类激素与受体结合后,使受体内陷增快,内陷受体增多,同时位于细胞内的受体降解加速。上述过程引起受体总量的降调节,细胞膜表面的可结合性受体数目减少。这种负反馈调节主要见于血液激素升高时,其特点是激素浓度的轻微升高即导致受体数目明显下降,引起激素不敏感(抵抗)综合征。例如,肥胖和2型糖尿病出现高胰岛素血症,由于降调节而发生胰岛素抵抗(不敏感)综合征。

激素与受体间的关系也可为正反馈性调节。例如肝细胞在PRL的刺激下,PRL受体合成增多,受体数目增加,肝细胞对PRL的反应性增强。

受体结合力和受体亚型表达的调节

当激素激活G蛋白耦联受体后,立即使其他受体与激素的结合失敏,激素与受体的结合亲和力明显下降,这是由于受体磷酸化后对其他受体(如β-肾上腺能受体)的信息传递是抑制性的。但是,有时也出现其他受体信息传递的兴奋作用,例如胰岛素与受体结合后,受体磷酸化,受体的激酶活性增加,胰岛素作用增强。另一方面,激素与受体之间还可通过受体的亚型表达对激素活性进行调节。例如,心肌对甲状腺激素(TH)的反应主要依赖于甲状腺激素受体α1(TRα1),而在TRα1缺乏时,通过抑制TRα2表达,使心肌对甲状腺激素的敏感性增加,代偿受体数量的不足。

异源性调节分为正性和负性调节两种机制

异源性正性调节(heterogenous positive regulation)是指一种激素刺激另一种激素与其相应受体的结合。例如,FSH可刺激卵巢LH受体的合成,并促进LH与LH受体结合;PRL刺激睾丸Leydig细胞对LH的反应(LH受体数目增加);甲状腺激素增加β-肾上腺能受体表达,雌激素增加子宫催产素受体数目,等等。异源性负性调节的例子也很多,如肾上腺素能激动剂刺激蛋白激酶C时也诱发上皮生长因子(EGF)受体的降调节。有时,在激素级联反应的各步骤中,既有正性作用,也有负性调节。例如,糖皮质类固醇激素降低脂肪细胞胰岛素受体与胰岛素的亲和力,但是增加淋巴样组织胰岛素受体的表达。

(廖二元 张红)

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