Receptory cytokinů jsou specifické
vysokoafinitní receptory zprostředkující účinek cytokinů po jejich vazbě na
receptor. Jejich hustota je od 10 po 10 000 na jediné buňce. Některé cytokiny
i se značně rozdílnou chemickou strukturou sdílejí společné povrchové
receptory na buňkách (TNF a LT, IL-4 a IL-13, EGF a TGF-a, IFN-a a IFN-b, IL-1a, IL-1b a IL-1RA).
Ve většině případů cytokinový receptor sestává z jednoho
polypeptidového řetězce s extracelulární, transmembránovou
a intracelulární doménou. U některých cytokinů se receptor skládá
z více než jednoho polypeptidového řetězce. Například funkční receptor pro
IL-2 sestává ze tří různých polypeptidových řetězců: a, b a g podjednotky. Některé receptory sestávají ze dvou různých řetězců, jeden
bývá specifický pro navázání ligandy a druhý je odpovědný za přenos
signálu (signal transduction). Podle
strukturních charakteristik jsou cytokinové receptory rozděleny do několika
skupin (superfamilies).
Aktivita cytokinů je zčásti regulována ovlivněním jejich receptorů.
Cytokinové receptory mohou být modulovány jinými cytokiny nebo i jinými
působky. Některé cytokiny jsou za jistých okolností schopny tvořit vlastní
receptory (IL-2, IL-4 a TNF).
Do současné doby byla popsána řada solubilních receptorů, které mají
odpovídající doménu vázající ligandy mnoha polypeptidových hormonů
a cytokinů. Význam těchto solubilních receptorů je zatím nejasný. Produkce
solubilních low density lipoprotein receptorů (sLDL-R) s antivirovou
aktivitou je příkladem toho, že různé solubilní receptory mohou vykonávat
nezávislé funkce. Některé studie prokázaly, že určité druhy virů mohou kódovat
receptorům podobné molekuly, které při infekci tímto virem neutralizují účinek
některých cytokinů (např. IFN-g, IL-1, TNF
a IL-8). Tímto způsobem viry suprimují obranné mechanismy makroorganismu.
Snižování počtu receptorů a zároveň vytváření solubilních receptorů se
za některých situací může dít tak, že se
buňka zbaví extracelulární domény. Obecně vzato, solubilní receptory mohou
vznikat dvěma různými způsoby
Podobně jako existují solubilní a na membránu vázané formy
receptorů, rovněž cytokiny se vyskytují ve formě vázané na membránu
(membrane-bound form) a solubilní formě, což velmi významně předurčuje
aktivitu cytokinů.
Vazba příslušného cytokinu (ligandu) s receptorem vede ke spuštění
tzv. signální kaskády. Jde o aktivní vícesložkový děj, který zprostředkovává
transdukci signálu až do buněčného jádra.
Receptor po aktivaci obvykle reaguje s dalšími buněčnými
komponentami a zahájí tak signální transdukční proces. Řada růstových faktorů se váže na receptory
spojené s tzv. G-proteinem; aktivují tak membránovou fosfolipázu C
(PLC). Aktivace tohoto enzymu vede ke štěpení fosfatidylinositol-4,5-bisfosfátu
(PIP2) za vzniku diacylglycerolů (DAG) a D-myoinositol-1,4,5-trisfosfátu (IP3).
IP3 reguluje přesuny intracelulárního Ca2+ prostřednictvím vazby na
IP3-receptor na endoplazmatickém retikulu, což stimuluje uvolnění Ca2+ z
endoplazmatického retikula do cytoplazmy. Zde se Ca2+ váže na kalmodulin a
tento komplex za přítomnosti cAMP aktivuje proteinkinázu A (PKA) vazbou na její
regulační podjednotku. DAG se váže a tím aktivuje proteinkinázu C.
Jiné hormonální receptory napojením na G-protein mohou aktivovat místo
PLC adenylátcyklasu, což následně vede k produkci cAMP, který opět v kombinaci
s Ca2+-kalmodulinovým komplexem aktivuje PKA. Kromě toho některé receptory
růstových faktorů nebo cytokinů jsou tyrosin-(protein)kinázy (PTK), které jsou
přímo aktivovány vazbou s příslušným ligandem. Aktivace každé z těchto proteinkináz
(PKC, PKA, PKT) katalyzuje fosforylaci dalších proteinů (např. komponenty
signální dráhy jako STAT- nebo SMAD-proteiny) uvnitř buňky, zatímco jiné jsou
posledním krokem proteinkinasové kaskády, který vede k regulaci (aktivaci nebo
inhibici) procesů v buněčném jádře.
Další informace
Helena Živná,
Pavel Živný