Каждый цитокин имеет свой специфический рецептор, как правило, высокой аффинности.
Количество рецепторов на клетку составляет от 102 до 104 и возрастает при активации клетки.
По структуре рецепторы к цитокинов делят на четыре типа. Объединяет их то, что большинство из них олигомерные, т.е. состоящие из нескольких субъединиц, причем одни и те же субъединицы часто входят в состав нескольких рецепторов. Так, рецептор к ИЛ-2 состоит из ?, ?, ? субъединиц; ? цепь входит также в состав рецептора к ИЛ-15, а ? - в состав рецепторов к ИЛ-4, ИЛ-7 и ИЛ-9. Таким образом, многофункциональность цитокинов может быть частично объяснено наличием общих субъединиц в соответствующих рецепторах.
Тип I - это рецепторы к ИЛ-2, 3, 4, 5, 7, 9. По своему строению они похожи на фибронектина - адгезивного гликопротеина внеклеточного матрикса. Они характеризуются наличием двух надклеточном доменов, первый из которых прошит дисульфидными связями, а второй имеет примембранных мотив, содержащий остатки триптофана и серина. Рецепторы к ИЛ-6 и 12 имеют еще дополнительный N-концевой домен. При общем сходстве надклеточном частей, эти рецепторы имеют совершенно различные внутриклеточные части и, соответственно, передают каждый свои сигналы. У них есть единая общая функция - митогеном.
Тип II - это рецепторы к ?-интерферона и ИЛ-10. Их надклеточном часть состоит также из двух доменов, каждый из которых прошит двумя дисульфидными связями.
Тип III - это богатые цистеин рецепторы к TNF? и ?, NGF (фактора роста нервов), CD40L, Fas (рецептору апоптоза).
Тип IV - это белки суперродины иммуноглобулинов. Они имеют три надмембранный иммуноглобулиноподобная домены. К этому типу относятся рецепторы к ИЛ-1 (?, ?), а также мембранные формы ИЛ-6 и 7.
Надо отметить, что как цитокины могут находиться в растворимой и в мембраносвязанных форме, так и их рецепторы имеют растворимые формы. Например, ИЛ-2 связывается с высокоаффинного рецептором, состоящий из двух субъединиц, 75 и 55 кДа. После активации Т-клеток через ИЛ-2-рецептор часть субъединиц 55КДа освобождается от мембраны и становится растворимым ИЛ-2-рецептором. О биологические функции растворимых рецепторов известно мало. Считают, что они могут связывать избыток цитокина, который циркулирует.
Рецепторы к цитокинов имеют гомологию с некоторыми онкогенами. Например, Протоонкоген c-kit кодирующего рецептор к ростового фактора стволовых клеток. А единственная аминокислотная замена аргинин-серин в рецепторе к эритропоэтина приводит к бесконтрольной активации соответствующей клетки и, как следствие, к образованию злокачественной опухоли. Это еще один пример того, что злокачественные преобразования являются следствием нарушений в контроле за ростом и пролиферацией клеток.
Многофункциональность рецепторов объясняется тем, что с одним рецептором могут сотрудничать различные типы тирозинових киназ. Специфичность сигнала контролируется на нескольких уровнях:
1) строение внутриклеточных частей рецептору определяет, с которыми киназами он потенциально может взаимодействовать;
2) конкретный тип киназ и сигнальных каскадов, они запускают, зависит от плотности рецепторов на поверхности клетки (мало рецепторов - один путь, много - другой).
С рецепторами к цитокинов связаны тирозином киназы третья семья - киназы Януса (Jak). Jak-киназы нефосфорилирующие цитоплазматические белки Stat; Stat образуют гомо-или гетеродимера и мигрируют к ядру, они действуют как транскрипционные факторы. Различные Stat-белки находятся под разными рецепторами, хотя последние могут быть связаны с одинаковыми Jak-киназами. Таким образом, киназы Януса, подобно одноименного бога, двуликие: одна и та же Jak фосфорилирует различные Stat под разными рецепторами. Например, рецепторами к ИЛ-2 и 4 стоят одинаковые киназы Jak 1 и 3, но разные Stat, и наоборот, активация рецепторов к ИЛ-2 и гормона пролактина приводит к фосфорилированию Stat 5, но это выполняют различные Jak.