Reseptor dalam Membran Plasma

 Reseptor dalam Membran Plasma

            Sebagian besar molekul sinyal larut air atau yang kita kenal dengan istilah hidrofilik berikatan dengan situs spesifik pada protein reseptor yang tertanam dalam membrane plasma. Reseptor semacam ini mentransmisikan informasi dari lingkungan ekstraseluler ke bagian dalam sel dengan cara mengubah bentuk atau beragregasi saat berikatan dengan ligan spesifik. Ligan sendiri merupakan suatu molekul yang berikatan secara spesifik dengan molekul lain, yang seringkali berukuran lebih besar. Berikut tiga tipe utama reseptor membrane : reseptor saluran ion, reseptor tirosin kinase, dan reseptor terkopel protein G.

1. Reseptor Saluran Ion

            Saluran ion bergebang ligan ( ligan gated ion channel ) adalah suatu tipe reseptor membrane yang memiliki wilayah yang dapat bertindak sebagai ‘gerbang’ saat reseptor berubah bentuk. Ketika molekul sinyal berikatan dengan protein reseptor sebagai ligan, gerbang akan membuka atau menutup pada saat itu juga.

    Gambar diatas merupakan pathway atau rangkaian proses dari kerja reseptor saluran ion.

1. Reseptor saluran ion merupakan suatu saluran dengan gerbang yang tetap tertutup sampai ada ligan yang berikatan pada reseptor tersebut.

2. Ketika ligan berikatan dengan reseptor, maka hal itu akan menyebabkan terbuka nya gerbang saluran tersebut sehingga menyebabkan ion spesifik dapat mengalir melalui itu dan menyebabkan perubahan dengan cepat pada konsentrasi ion didalam sel. Perubahan ini bisa secara langsung mempengaruhi aktivitas sel yang ada sebelumnya.

3. Saat ligan terlepas dari reseptor tersebut, maka gerbang akan menutup ke posisi semula dan tidak ada lagi ion yang dapat memasuki bagian dalam sel.

            Saluran ion bergerbang ligan sangat penting dalam mekanisme transport pada sistem saraf atau nervus. Misalnya, molekul neurotransmitter yang dilepaskan pada sinapsis antara dua sel saraf akan berikatan dengan saluran ion sel penerima sebagai ligan yang membuka nya gerbang saluran ion Na/K. Beberapa saluran ion bergerbang dikontrol oleh sinyal listrik, bukan ligan; Saluran ion bergerbang-voltase ini juga bersifat krusial bagi sistem fungsi saraf yang akan kita bahas di lain waktu.

 2. Reseptor Tirosin Kinase

        Kinase adalah suatu enzim yang mengkatalisis transfer gugus fosfat. Bagian protein reseptor yang menjulur ke dalam sitoplasma berfungsi sebagai Tirosin kinase atau yang kita kenal dengan enzim yang mengkatalisis proses transfer gugus fosfat dari ATP ke Asam amino tirosin pada protein substrat.Dengan demikian, reseptor Tirosin kinase merupakan reseptor membrane yang melekatkan fosfat ke tirosin.

            Kemampuan dari satu peristiwa pengikatan ligan tunggal untuk memicu sedemikian banyak jalur merupakan perbedaan kunci antara reseptor Tirosin Kinase dan reseptor terkopel protein G. Reseptor Tirosin kinase abnormal yang berfungsi bahkan pada saat tidak ada molekul sinyal berkontribusi dalam berkembangnya beberapa jenis kanker.

 

 Berikut Proses dari reseptor Tirosin Kinase

1. Sebelum berikatan dengan molekul sinyal, reseptor reseptor terdapat sebagai polipeptida individual. Setiap reseptor memiliki suatu situs pengikatan ligan ekstraseluler ( di sebelah luar sel ), suatu heliks Alpha yang membentang membrane dan suatu ekor intraseluler ( Sebelah dalam ) yang mengandung banyak Tirosin.

2. Pengikatan molekul sinyal ( misalnya Faktor pertumbuhan seperti GH/ Growth Hormone ) menyebabkan dua polipeptida reseptor berasosiasi secara dekat satu sama lain, membentuk dimer ( Dimeriasi )

3. Setiap tirosin kinase menambahkan satu fosfat dari satu molekul ATP ke tirosin pada ekor polipeptida yang satu lagi.

4. Setelah protein teraktivasi sepenuhnya, protein tersebut dikenali oleh protein relai spesifik di dalam sel. Protein relai akan berikatan dengan tirosin terfosforilasi yang spesifik dan mengakibatkan perubahan struktur yang mengaktivasi protein yang terikat. Setiap protein yang teraktivasi akan memicu suatu jalur transduksi ( pemrosesan ) yang berujung pada respon seluler.

3. Reseptor Terkopel Protein G

        Reseptor terkopel protein G merupakan suatu reseptor membrane plasma yang bekerja dengan bantuan Protein G ( Protein pengikat molekul GTP yang kaya energy. Struktur semua protein reseptor terkopel protein G sangat serupa. Masing masing memiliki tujuh heliks Alpha yang membentang sepanjang membrane.

 

             Suatu family besar protein reseptor eukariotik memiliki struktur sekunder ini, yaitu berupa satu polipeptida tunggal dengan tujuh heliks alpha transmembrane. Lengkung spesifik di antara heliks membentuk situs pengikatan untuk molekul sinyal dan molekul protein G. Sistem reseptor terkopel protein G memiliki beraneka ragam fungsi, contohnya dalam perkembangan embrio serta penerimaan indrawi. Pada manusia, penglihatan dan penciuman bau tergantung pada protein semacam ini.

            Sistem protein G juga terlibat dalam banyak penyakit manusia, termasuk infeksi bakteri. Contohnya bakteri penyebab kolera, pertussis ( batuk rejan ), dan botulisme yang masing masing bekerja menyebabkan sakit pada manusia dengan menghasilkan toksik atau racun yang mengacaukan fungsi protein G.

Berikut merupakan proses dari reseptor terkopel protein G

1. Protein G yang melekat longgar ke sisi sitopalsmik membrane berfungsi sebagai saklar molekuler yang dinyalakan atau dipadamkan, bergantung pada yang mana di antara dua nukleotida guanine yang melekat. GDP ( Guanosin diphosphate ) atau GTP ( Guanosin Triphosphat ) merupakan contoh dari sumber dari nama G protein itu sendiri. Ketika GTP berikatan dengan protein G, maka hal itu akan menyebabkan kerja dari protein G menjadi Inaktif. Reseptor dan protein G bekerja sama dengan protein lain, biasanya berupa enzim.

2. Sisi sitoplasmik ( sisi menghadap sitoplasma ) kemudian mengikat suatu protein G yang in aktif, sehingga menyebabkan GTP menggantikan GDP yang menyebabkan protein G menjadi teraktivasi.

3. Protein G yang telah teraktivasi kemudian terlepas dari reseptor dan berfungsi di sepanjang membrane. Protein G tersebut akan berikatan dengan suatu enzim guna mengaktivasinya juga. Saat teraktivasi, enzim tersebut dapat memicu langkah berikutnya dalam jalur yang berujung pada respon seluler.

4. Perubahan pada enzim dan protein G hanya terjadi secara karena protein G juga memegang fungsi sebagai enzim GTPase. Dengan kata lain, Protein G kemudian menghidrolisis GTP yang melekat padanya menjadi GDP. Ketika GTP sudah tidak melekat pada Protein G, maka protein tersebut akan inaktif lagi yang akan meninggalkan enzim ke kondisi awal berada. Protein G kini tersedia untuk digunakan lagi. Fungsi protein G sebagai GTPase memungkinkan jalur transduksi sinyal dipadamkan dengan cepat saat molekul sinyal tidak ada lagi.