Der Hauptunterschied zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren besteht darin, dass G-Protein-gekoppelte Rezeptoren an einen extrazellulären Liganden binden und ein als G-Protein bezeichnetes Membranprotein aktivieren, während Enzym-gekoppelte Rezeptoren an einen extrazellulären binden Ligand und verursachen enzymatische Aktivität auf der intrazellulären Seite.
In vielzelligen Organismen kommunizieren Zellen über chemische Signale miteinander. Zellen senden Nachrichten und empfangen Nachrichten. Durch diese Botschaften werden alle im Organismus ablaufenden Aktivitäten koordiniert. Parakrine, endokrine, autokrine und direkte Signalübertragung sind die vier Haupttypen von Zellsignalisierungsmechanismen. Zellen empfangen Signale durch Rezeptoren. Diese Rezeptoren können intrazelluläre Rezeptoren oder Zelloberflächenrezeptoren sein. Intrazelluläre Rezeptoren sind im Zytoplasma vorhanden, während Zelloberflächenrezeptoren auf der Außenseite der Zellmembran vorhanden sind. Es gibt drei Haupttypen von Zelloberflächenrezeptoren: Ionenkanal-gekoppelte Rezeptoren, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und Enzym-gekoppelte Rezeptoren.
Was sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren?
G-Protein-gebundene Rezeptoren sind eine Art von Transmembranproteinen. Wie ihr Name schon sagt, arbeiten diese Rezeptoren mit den G-Proteinen zusammen, die mit GTP assoziieren. GTP ist ein Molekül wie ATP, das Energie für die Arbeit von G-Proteinen liefert. Wenn ein Ligand an den G-Protein-gebundenen Rezeptor bindet, erfährt er eine Konformationsänderung, sodass er mit dem G-Protein interagieren kann.
Abbildung 01: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
Die inaktive Form des G-Proteins wandelt sich in die aktive Form um und teilt sich in zwei Teile (Alpha- und Beta-Untereinheiten), indem GTP in BIP umgewandelt und die freigesetzte Energie genutzt wird. Diese Untereinheiten trennen sich dann vom G-Protein-gekoppelten Rezeptor und interagieren mit anderen Proteinen, um Zellreaktionen auszulösen. Strukturell haben G-Protein-gekoppelte Rezeptoren sieben Transmembrandomänen, die sich über die gesamte Membran erstrecken.
Was sind enzymgekoppelte Rezeptoren?
Enzymgebundene Rezeptoren sind eine andere Art von Zelloberflächenrezeptoren oder Transmembranrezeptoren. Wenn ein extrazellulärer Ligand an einen enzymgebundenen Rezeptor bindet, verursacht diese Bindung eine enzymatische Aktivität innerhalb der Zelle. Ein Enzym aktiviert und löst eine Kette von Ereignissen innerhalb der Zelle aus, die schließlich zu einer Reaktion führt. Daher haben diese Rezeptoren eine intrazelluläre Domäne, die mit einem Enzym assoziiert ist. In einigen Fällen fungiert diese intrazelluläre Domäne selbst als Enzym oder interagiert direkt mit einem Enzym. Enzymgebundene Rezeptoren haben strukturell große extrazelluläre und intrazelluläre Domänen und eine einzelne alpha-helikale Region, die die Membran durchdringt.
Abbildung 02: Enzymgebundene Rezeptoren
Rezeptortyrosinkinase ist ein enzymgebundener Rezeptor. Es ist eine Art von Rezeptorprotein, das an den meisten Signalwegen der Zelle beteiligt ist. Wie der Name schon sagt, sind Rezeptortyrosinkinasen Kinaseenzyme. Kinase ist ein Enzym, das die Übertragung von Phosphatgruppen auf ein Substrat katalysiert. Diese Rezeptoren enth alten Tyrosinkinasen, die eine Phosphatgruppe von ATP auf Tyrosin übertragen.
Rezeptortyrosinkinase hat zwei ähnliche Monomere. Sobald ein Signalmolekül an die Bindungsstelle des Rezeptors bindet, kommen zwei Monomere zusammen und bilden ein Dimer. Dann phosphorylieren Kinasen ATP und fügen jedem der sechs Tyrosine Phosphatgruppen hinzu. Daher wird das Dimer phosphoryliert, was eine vollständig aktivierte Tyrosinkinase ist. Aktivierte Tyrosinkinase sendet Signale an andere Moleküle der Zelle und vermittelt die Signalübertragung. Das wichtigste Merkmal der Rezeptor-Tyrosinkinase ist, dass sie mehrere Signalwege aktivieren kann, und wenn sie aktiviert wird, kann sie gleichzeitig mehrere Zellreaktionen hervorrufen.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren?
- G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und Enzym-gekoppelte Rezeptoren sind zwei Kategorien von Zelloberflächenrezeptoren.
- Sie sind Transmembranproteine.
- Sie sind spezifisch für einzelne Zelltypen.
- Anfangs bleiben sie inaktiv und werden dann aktiv, wenn sie einen Liganden an den Rezeptor binden.
Was ist der Unterschied zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren?
G-Protein-gebundene Rezeptoren sind die Zelloberflächenrezeptoren, die G-Proteine bei Bindung an einen extrazellulären Liganden aktivieren. Im Gegensatz dazu sind enzymgebundene Rezeptoren die Zelloberflächenrezeptoren, die mit einem Enzym aktiviert werden und eine Kette von Ereignissen innerhalb der Zelle auslösen. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren. Darüber hinaus haben G-Protein-gebundene Rezeptoren sieben Transmembrandomänen, die sich über die Membran erstrecken, während enzymgebundene Rezeptoren eine Membran haben, die eine einzelne alpha-helikale Region überspannt.
Die folgende Infografik bietet weitere Vergleiche zum Unterschied zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren.
Zusammenfassung – G-Protein-gekoppelte Rezeptoren vs. Enzym-gekoppelte Rezeptoren
G-Protein-gekoppelte Rezeptoren und Enzym-gekoppelte Rezeptoren sind zwei Arten von Transmembranrezeptoren. G-Protein-gekoppelte Rezeptoren binden an einen extrazellulären Liganden und aktivieren ein Membranprotein namens G-Protein. Die G-Protein-Aktivierung löst Zellreaktionen aus. Andererseits binden enzymgebundene Rezeptoren an extrazelluläre Liganden und aktivieren Enzyme, die eine Kette von Ereignissen innerhalb der Zelle auslösen, die schließlich zu einer Reaktion führt. Daher assoziieren die intrazellulären Domänen dieser Rezeptoren mit Enzymen. Dies ist also die Zusammenfassung des Unterschieds zwischen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und Enzym-gekoppelten Rezeptoren.
