Definição do receptor
Um receptor é uma proteína que se liga a uma molécula específica. A molécula que se liga é conhecida como o ligante. Um ligando pode ser qualquer molécula, desde minerais inorgânicos a proteínas, hormonas, e neurotransmissores criados pelo organismo. O ligante liga-se ao local de ligação do ligante à proteína receptora. Quando esta ligação acontece, o receptor sofre uma alteração conformacional. Esta alteração de forma altera ligeiramente a função da proteína. A partir disto, uma série de coisas podem acontecer. A alteração conformacional no receptor pode fazer com que o receptor se torne uma enzima e combine ou separe activamente certas moléculas.
A alteração também pode causar uma série de alterações nas proteínas relacionadas, eventualmente transferindo algum tipo de mensagem para a célula. Esta mensagem pode ser uma mensagem de regulação metabólica, ou pode ser um sinal sensorial. O receptor tem uma certa capacidade de se agarrar ao ligando, conhecida como a afinidade de ligação. Quando esta atracção se desgasta, o receptor libertará o ligando, sofrerá uma alteração da forma original, e a mensagem ou sinal terminará. A velocidade desta rotação depende da força da afinidade entre o receptor e o ligando.
Outras moléculas podem também ligar-se ao local de ligação do ligando num receptor. Estas são chamadas moléculas agonistas se imitarem o efeito do ligando natural. Muitas drogas, tanto prescritas como ilegais, são agonistas sintéticos a moléculas como as endorfinas, que criam sentimentos de satisfação. No entanto, estas moléculas têm frequentemente uma afinidade mais forte com o receptor do que o ligante natural. Isto significa que o agonista ficará preso ao receptor por mais tempo, razão pela qual se desenvolvem tolerâncias a certas drogas e analgésicos. Para obter o mesmo número de nervos disparando quando tantos já estão bloqueados pela droga, é necessária uma dosagem muito mais elevada.
Até outras moléculas podem agir como antagonistas, ou moléculas que bloqueiam o local de ligação do ligante no receptor mas não permitem que o receptor sofra uma alteração de conformação. Isto bloqueia completamente um sinal. Alguns antagonistas do receptor incluem drogas que são utilizadas para desmamar as pessoas da dependência da heroína e do álcool. Estes actuam fazendo com que o uso da droga já não seja agradável. Outros antagonistas incluem certas proteínas no veneno da cobra que imitam as proteínas de ligação às plaquetas. Os receptores que normalmente ligariam as plaquetas e preveniriam a hemorragia são, portanto, desactivados. Isto pode levar a hemorragias internas e à morte. As empresas farmacêuticas estão interessadas tanto nos agonistas como nos antagonistas pelo seu potencial para criar medicamentos eficazes.
Tipos de Receptores
Existem literalmente milhares de diferentes tipos de receptores no corpo dos mamíferos. Embora haja demasiados para começar a listar, os receptores enquadram-se em algumas categorias muito amplas de função. Muitos são utilizados na “sinalização celular”, que é um sistema enormemente complexo de sinais e respostas mediados quase inteiramente pelos receptores e pelos ligandos que recebem. Estes incluem proteínas receptoras incorporadas na membrana celular que activam outras sequências ao receber um ligando, e os receptores encontrados no sistema imunitário que são estruturados para encontrar proteínas e moléculas intrusivas. Abaixo está o modelo geral de sinalização celular, que pode assumir muitas formas diferentes.
Um outro tipo de receptor é o canal de iões ligados, que abre uma passagem especial na ligação de um ligando e permite que os iões fluam livremente através da membrana. Devido a esta acção, a tensão eléctrica que é mantida através da membrana é perdida, e a região torna-se despolarizada. Quando grandes áreas de células como os neurónios são despolarizadas, é gerado um potencial de acção. Isto percorre o nervo como um sinal eléctrico. No fim do neurónio, são libertados neurotransmissores, que actuam como ligandos nos receptores da célula nervosa seguinte. Desta forma, o sinal viaja rapidamente por todo o corpo e baseia-se na acção e reversibilidade das proteínas receptoras.
Até outros receptores têm uma grande afinidade pelo seu ligando, e são utilizados em funções como a ligação da célula à membrana extracelular e a outras células. Estas proteínas receptoras ainda mudam de forma quando o seu ligando é ligado, sinalizando à célula que esta está em contacto com outras células. Diferentes organismos usam isto de diferentes maneiras. Os animais multicelulares utilizam isto para orientar as suas células e assegurar as ligações entre elas. Os organismos unicelulares podem utilizar estes receptores para assinalar um mecanismo de defesa ou outra acção quando o espaço se torna demasiado apertado. Muitas proteínas receptoras são omnipresentes entre os animais, uma vez que foram conservadas ao longo da evolução devido à sua extrema utilidade.
Exemplos de um Receptor
A Resposta da Insulina
Insulina é uma hormona extremamente importante que ajuda a regular a quantidade de glicose no sangue. A glicose é o principal combustível das células, mas necessita de uma molécula especial de transporte, Glut4, para a ajudar a entrar na célula. Observe a imagem abaixo.
À medida que os níveis de glicose no sangue aumentam, receptores especiais no pâncreas sentem isto, e começam a produzir e a libertar insulina na corrente sanguínea. Quase todas as células do corpo têm proteínas receptoras de insulina. Quando estas proteínas receptoras entram em contacto com a insulina, esta liga-se ao local de ligação dos ligantes na proteína receptora. Isto provoca uma mudança conformacional na proteína. Esta alteração no receptor desencadeia uma série de outras reacções desencadeadas por proteínas associadas. Estas proteínas criam uma molécula mensageira que afecta o movimento do Glut4 para a membrana celular. Enquanto a insulina está presente, isto acontece rapidamente. As vesículas que seguram o Glut4 fundem-se à membrana, ligam a glicose, e transportam-na para a célula. Quando a insulina desaparece, isto interrompe a produção de insulina e interrompe a absorção de glicose. Não só a proteína receptora de insulina está envolvida, mas também uma série de outros receptores utilizados em reacções associadas e outras células. Como se pode ver, o papel de um receptor pode tornar-se bastante complicado.
Resposta ao Gosto
Um tipo diferente de receptor pode ser visto no exemplo de um nervo gustativo. Partes do nervo projectam-se na membrana mucosa da boca. À medida que se consome açúcar, sal ou outras moléculas, estas dissolvem-se na saliva e são distribuídas pela membrana mucosa. Cada um destes ligandos tem diferentes células contendo receptores específicos. Estes receptores são canais de iões fechados, como numa célula nervosa. Quando um ligando se liga a eles, permitem que os iões passem através da membrana. Isto provoca a despolarização de uma área da membrana. Se houver moléculas de ligando suficientes, muitos receptores serão activados a um, causando um potencial de acção.
Esta onda de despolarização irá descer a célula nervosa até atingir o outro lado. Uma vez lá, cápsulas especiais contendo neurotransmissores são rebentadas pelo potencial de acção, libertando os ligandos para o espaço entre os nervos. Os receptores e o nervo seguinte recebem o ligando, e o processo começa de novo. Isto acontece várias vezes entre a língua e o cérebro. O sinal chega finalmente aos centros de processamento no cérebro, e o sabor “doce” é compreendido. Tudo isto acontece em fracções de um segundo.
Quiz
1. Qual dos seguintes é um receptor?
A. Uma proteína que reduz a energia de activação de uma reacção se um substrato estiver presente
B. Uma proteína que aceita um ligando, provocando uma sequência de outras reacções
C. Uma proteína estrutural que não se liga a outras moléculas
2. Qual das seguintes NÃO é uma tarefa dos receptores?
A. Receber um ligand
B. Transferência de um sinal
C. Armazenar energia
3. Uma empresa farmacêutica está a desenvolver um novo medicamento. O medicamento é um antagonista dos receptores de dor, e bloqueia a sensação de dor. O fármaco funciona, mas a empresa está preocupada que a afinidade do fármaco com o receptor seja demasiado elevada. Porque é que isto é uma preocupação?
A. Não é uma preocupação
B. Uma afinidade elevada significa que as pessoas só precisarão de comprar uma dose
C. A droga pode ficar presa ao receptor
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- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A., . . . Matsudaira, P. (2008). Biologia Celular Molecular (6ª ed.). Nova Iorque: W.H. Freeman and Company.
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