• Рецепторы увеличивают скорость ключевых регуляторных процессов
• Рецепторы действуют как молекулярные амплификаторы
Рецепторы ускоряют протекание различных внутриклеточных процессов и, таким образом, действуют как функциональные аналоги ферментов или других катализаторов. Некоторые рецепторы, например протеин-киназы, протеинфосфатазы и гуанилатциклаза, сами являются ферментами и, таким образом, представляют собой классические биохимические катализаторы.
Однако обычно рецепторы используют относительно небольшую энергию связывания лиганда для ускорения реакций, которые протекают за счет альтернативных источников энергии. Например, рецепторы, представляющие собой ионные каналы, катализируют поток ионов через клеточную мембрану. Этот процесс осуществляется за счет электрохимического потенциала, который генерируется разными ионными насосами.
Рецепторы, связанные с G-белком и с обменом гуаниловых нуклеотидов, катализируют обмен ГДФ на ГТФ в G-белке, который представляет собой энергетически выгодный процесс, определяемый балансом энергии клеточных нуклеотидов. Образование инициаторного комплекса транскрипции ускоряется под действием транскрипционных факторов, однако энергия для самой транскрипции поставляется за счет гидролиза АТФ и дНТФ.
Являясь катализаторами, рецепторы ускоряют протекание биохимических реакций. Большинство систем передачи сигнала регулируется по кинетическому, а не по термодинамическому принципу. Это означает, что сигнал изменяет скорость реакций, а не их равновесное состояние.
Таким образом, передача сигнала напоминает метаболическую регуляцию, при которой специфические реакции выбираются в соответствии с их скоростями, а термодинамика играет вспомогательную роль.
Во всех процессах внутриклеточной системы передачи сигнала каталитическая активность рецепторов позволяет им функционировать в качестве молекулярных амплификаторов. Прямо или опосредованно рецептор генерирует химический сигнал, огромный с энергетической точки зрения и по числу молекул, мобилизованных одним рецептором. Молекулярная амплификация является характерной чертой рецепторов и свойственна многим этапам системы передачи сигнала.
Рецепторы группируются в относительно небольшую группу семейств,
которые характеризуются общими механизмами действия и общностью структуры.
