Молекулярная масса и пространственная структура рецепторов

Строение некоторых рецепторов изучено в недостаточной степени, общее заключение может быть сделано. Как правило, рецепторы имеют большую молекулярную массу и достаточно часто состоят из нескольких субъединиц (полипептидные цепи). Молекулярная масса рецепторов колеблется в широких пределах и не зависит от природы и молекулярной массы лиганда. Рецепторы одного и того же лиганда, экспрессируемые различными клетками, могут заметно различаться по структурной организации. Это относится, например, к рецепторам инсулина, а также к рецепторам соматостатина на клетках мозга и поджелудочной железы. Различия в структурной организации как сходных, так и разных по специфичности рецепторов могут быть связаны с различиями в строении не всей молекулы, а лишь одной из их частей. Напротив, внеклеточные участки различных по специфичности рецепторов обладают, видимо, сходством строения. В некоторых случаях различия между рецепторами связаны с их углеводным компонентом.

Функциональная роль полипептидных цепей. Если молекула рецептора построена из нескольких различающихся по строению полипептидных цепей, их вклад в организацию активного центра рецептора, равно как участие в реализации эффекторных свойств, может быть неодинаков. Это положение иллюстрируют данные о строении рецептора инсулина. Одна из цепей этого белка участвует в образовании активного центра, в то время как другая отвечает за эффекторные свойства рецептора. В других рецепторных белках разноименные полипептидные цепи совместно участвуют в формировании активного центра рецептора.

С помощью метода метки по сродству удается оценить вклад в организацию активного центра рецептора боковых аминокислотных остатков полипептидных цепей, образующих его молекулу. Для этого рецепторный белок с ковалентно присоединенным к нему лигандом разделяют на полипептидные цепи и определяют, с какой из цепей связан лиганд. Каким же образом лиганд, содержащий только одну реакционноспособную группу, может оказаться связанным с аминокислотными остатками двух полипептидных цепей, если обе они участвуют в образовании активного центра? Такая возможность существует потому, что при отсутствии стерических ограничений реакционноспособная группировка лиганда способна вступать во взаимодействие с любым подходящим аминокислотным остатком в активном центре, причем вероятность взаимодействия с боковыми остатками соответствующих цепей будет зависеть от их пространственного расположения относительно модифицированного лиганда после связывания его в активном центре.

Метод метки по сродству получил широкое распространение при изучении активных центров антител. Поскольку антигенсвязывающие рецепторы В-лимфоцитов имеют иммуноглобулиновую природу и не отличаются по строению своих активных центров от антител, данные, полученные при изучении последних, приложимы для анализа организации активных центров рецепторов В-лимфоцитов, а также рецепторов другой специфичности.

В связи с этим необходимо отметить, что реакционноспособный лиганд может взаимодействовать как с тяжелой, так и легкой цепью молекулы антитела, но в разных соотношениях. Это соотношение варьирует даже у одинаковых по специфичности антител, продуцируемых разными клетками, и зависит от особенностей строения цепей, которые в свою очередь влияют на расположение в активном центре аминокислотных остатков каждой цепи.

Молекулы рецепторов, образованные парами различающихся или идентичных полипептидных цепей, содержат активные центры, в образование которых тот или иной вклад вносят обе цепи. Именно так устроены активные центры антигенсвязывающих рецепторов Ви Т-лимфоцитов. Сказанное выше приложимо для структуры активного центра рецептора трансферина и рецепторов энкефалина.

Шарнирные участки. Ориентация рецепторов в мембране благоприятствует контакту их внеклеточных участков с водорастворимыми лигандами. Однако эффективность взаимодействия с последними была бы ограничена, не будь у внеклеточных участков рецептора способности изменять свое положение относительно фиксированной внутримембранной части его молекулы. Придать известную гибкость молекуле рецептора могут участки с относительно неупорядоченной структурой, например с высоким содержанием остатков пролина. Такие участки, названные шарнирными, были найдены в молекуле иммуноглобулинов класса G, где они обеспечивают вращение Fab-участков относительно Fc-участка. Изучение гибкости молекул рецепторных белков с помощью физических методов только предстоит осуществить. Поэтому в настоящее время о наличии в них шарнирных участков можно судить на основании косвенных методов — прежде всего, по наличию в молекуле рецептора участков полипептидных цепей, богатых остатками пролина.

Наличие в рецепторньйх белках шарнирных участков, богатых остатками пролина, можно установить и на основании методов иммунохимического анализа.

Шарнирные участки содержатся в каждом рецепторном белке и имеют определяющее значение для реализации его функции.