核受体(nuclear receptor)
大多数受体守在门口,是因为它们的配体进不来。但有少数信使——那些小而油性、脂溶性的激素——能像一滴油渗过纸张那样,直接溶解穿过细胞那层油腻的膜。对这些信使来说,不需要门卫:受体在细胞内部等候,当激素溜进来找到它时,二者便一同走向细胞核,直接作用于基因。那个待在里面的受体,就是核受体。
核受体的特别之处在于,它在一个分子里同时是受体和转录因子——它把整条信号中继压缩成了一步。画面是这样的:像皮质醇或雌激素这样的类固醇激素,因为脂溶,便飘过膜,结合细胞内部它特定的核受体。结合改变了受体的形状,常常使它从那些让它一直闲置的“看守”蛋白手中松脱,露出它结合DNA的区域。激素—受体这一对随后进入细胞核(或本就在核内),附着到靶基因附近一些被称为激素反应元件的特定短DNA序列上,把那些基因开启或关闭——调高或调低某些特定蛋白质的产量。因为受体本身就在读DNA,中间没有第二信使和激酶的链条;消息几乎是一条直线地从膜走到了基因。
核受体之所以重要,是因为它们正是那些缓慢、全局、遍及全身的命令得以执行的方式——这类变化在数小时到数天里展开,而非表面受体那种转瞬即逝的应答。类固醇激素(皮质醇、雌激素、睾酮、醛固酮)、甲状腺激素、维生素D和视黄酸,全都经由核受体起作用,掌管着代谢、发育、免疫应答和生殖。它们也是宝贵的药物靶点:抗炎的类固醇、治乳腺癌的他莫昔芬,以及各种激素疗法,都作用于核受体。代价在于:正因为它们直接改变基因表达,其效果虽强大,却起效慢、停下来也慢。
应激激素皮质醇能溜过细胞膜,结合在内部等候的糖皮质激素受体。这一对前往细胞核,把一整组基因调高调低——这正是为什么像泼尼松这样作用于同一受体的合成类固醇,能强有力地平息炎症,却既要时间起效,也要时间消退。
核受体集受体与转录因子于一身:皮质醇的例子展示了信号几乎是直接从膜走到了基因。
尽管名为核受体,许多核受体其实在激素结合之前都待在细胞质中;结合后才迁入细胞核。这个名称反映的是它们最终在何处作用于DNA,而不是它们一直等候在何处。