Receptor neurotransmiteru - Neurotransmitter receptor

Obrázek 1. Struktura sedmi transmembránových α-šroubovic receptoru spřaženého s G-proteinem.

Neurotransmiter receptor (také známý jako neuroreceptorem ) je membránový receptorový protein , který je aktivován neurotransmiteru . Chemické látky na vnější straně buňky, například neurotransmiter, mohou narazit do buněčné membrány, ve které jsou receptory. Pokud neurotransmiter narazí do svého odpovídajícího receptoru, naváže se a může vyvolat další události, ke kterým dojde uvnitř buňky. Membránový receptor je proto součástí molekulárního aparátu, který umožňuje buňkám vzájemnou komunikaci . Receptor neurotransmiterů je třída receptorů, které se specificky vážou s neurotransmitery na rozdíl od jiných molekul.

V postsynaptických buňkách přijímají receptory neurotransmiterů signály, které spouští elektrický signál, a to regulací aktivity iontových kanálů . Příliv iontů iontovými kanály otevřenými v důsledku vazby neurotransmiterů na specifické receptory může změnit membránový potenciál neuronu. To může vést k signálu, který běží podél axonu (viz akční potenciál ) a je předáván podél synapsí jinému neuronu a případně dále neurální síti . Na presynaptických buňkách mohou být receptorová místa specifická pro neurotransmitery uvolněné touto buňkou (viz autoreceptor ), které poskytují zpětnou vazbu a zprostředkovávají nadměrné uvolňování neurotransmiterů z ní.

Existují dva hlavní typy receptorů neurotransmiterů : ionotropní a metabotropní . Ionotropní znamená, že ionty mohou procházet receptorem, zatímco metabotropní znamená, že druhý posel uvnitř buňky předává zprávu (tj. Metabotropní receptory nemají kanály). Existuje několik druhů metabotropních receptorů, včetně receptorů spojených s G proteinem . Ionotropní receptory se také nazývají ligandem řízené iontové kanály a mohou být aktivovány neurotransmitery ( ligandy ), jako je glutamát a GABA , které pak umožňují specifické ionty přes membránu. Sodné ionty (kterým je například umožněn průchod glutamátovým receptorem ) excitují postsynaptickou buňku, zatímco chloridové ionty (které například umožňují průchod receptorem GABA) inhibují postsynaptickou buňku. Inhibice snižuje pravděpodobnost vzniku akčního potenciálu , zatímco excitace zvyšuje šanci. Naopak receptory spřažené s G-proteinem nejsou ani excitační, ani inhibiční. Spíše mohou mít široký počet funkcí, jako je modulace působení excitačních a inhibičních iontových kanálů nebo spuštění signální kaskády, která uvolňuje vápník ze zásob uvnitř buňky. Většina receptorů neurotransmiterů je spřažena s G-proteinem.

Lokalizace

Receptory neurotransmiteru (NT) jsou umístěny na povrchu neuronálních a gliových buněk . V synapse jeden neuron posílá zprávy druhému neuronu prostřednictvím neurotransmiterů. Postsynaptický neuron, který přijímá zprávu, proto shlukuje receptory NT na tomto specifickém místě ve své membráně. Receptory NT mohou být vloženy do jakékoli oblasti membrány neuronu, jako jsou dendrity, axony a tělo buňky. Receptory mohou být umístěny v různých částech těla, aby působily buď jako inhibitor nebo excitační receptor pro konkrétní neurotransmiter. Příkladem jsou receptory pro neurotransmiter acetylcholin (ACh), jeden receptor je umístěn na neuromuskulárním spojení v kosterním svalu k usnadnění svalové kontrakce (excitace), zatímco druhý receptor je umístěn v srdci ke zpomalení srdeční frekvence (inhibiční)

Ionotropní receptory: iontové kanály řízené neurotransmiterem

Ligandem řízený iontový kanál

Ligandem řízené iontové kanály ( LGIC ) jsou jedním typem ionotropního receptoru nebo receptoru vázaného na kanál . Jedná se o skupinu transmembránových iontových kanálů, které se otevírají nebo zavírají v reakci na vazbu chemického posla (tj. Ligandu ), jako je neurotransmiter .

Vazebné místo endogenních ligandů na proteinových komplexech LGIC je normálně umístěno na jiné části proteinu ( alosterické vazebné místo) ve srovnání s místem, kde se nachází pór vodivosti iontů. Přímá vazba mezi vazbou ligandu a otevřením nebo uzavřením iontového kanálu, která je charakteristická pro ligandem řízené iontové kanály, je v kontrastu s nepřímou funkcí metabotropních receptorů , které používají druhé posly . LGIC se také liší od napěťově řízených iontových kanálů (které se otevírají a zavírají v závislosti na membránovém potenciálu ) a iontových kanálů aktivovaných roztažením (které se otevírají a zavírají v závislosti na mechanické deformaci buněčné membrány ).

Metabotropní receptory: receptory spřažené s G-proteinem

Mu-opioidní s G-proteinem spojený receptor s agonistou

Receptory spřažené s G proteinem ( GPCR ), známé také jako receptory se sedmi transmembránovými doménami , 7TM receptory , heptahelické receptory , serpentinový receptor a receptory spojené s G proteinem ( GPLR ), zahrnují velkourodinu proteinů transmembránových receptorů, které snímají molekuly mimo buňky a aktivujte uvnitř signálních transdukčních cest a nakonec buněčných odpovědí. Receptory spřažené s G proteinem se nacházejí pouze v eukaryotech , včetně kvasinek, choanoflagelátů a zvířat. Tyto ligandy , které se vážou a aktivují tyto receptory zahrnují citlivé na světlo sloučeniny, pachy , feromony , hormony a neurotransmitery , a liší se ve velikosti od malých molekul k peptidům až po velké proteiny . Receptory spřažené s G proteinem se podílejí na mnoha chorobách a jsou také cílem přibližně 30% všech moderních léčivých léků.

Existují dvě hlavní cesty přenosu signálu zahrnující receptory spřažené s G proteinem: signální dráha cAMP a signální dráha fosfatidylinositolu . Když se ligand váže na GPCR, způsobí konformační změnu v GPCR, která mu umožní působit jako guaninový nukleotidový výměnný faktor (GEF). GPCR pak může aktivovat přidružený G-protein výměnou jeho vázaného HDP za GTP . Podjednotka α G-proteinu, spolu s navázaným GTP, se pak mohou disociovat z podjednotek β a γ a dále ovlivňovat intracelulární signální proteiny nebo cílit na funkční proteiny přímo v závislosti na typu podjednotky α ( G αs , G αi/o , G αq /11 , G α12/13 ).

Desenzibilizace a koncentrace neurotransmiterů

Receptory neurotransmiterů podléhají desenzibilizaci indukované ligandem: To znamená, že mohou po delší expozici svému neurotransmiteru nereagovat. Receptory neurotransmiterů jsou přítomny jak na postsynaptických neuronech, tak na presynaptických neuronech, přičemž první z nich se používá k přijímání neurotransmiterů a druhý za účelem prevence dalšího uvolňování daného neurotransmiteru. Receptory neurotransmiterů se kromě toho, že se nacházejí v neuronových buňkách, nacházejí také v různých imunitních a svalových tkáních. Mnoho receptorů neurotransmiterů je kategorizováno jako serpentinový receptor nebo receptor spojený s G proteinem, protože překlenují buněčnou membránu ne jednou, ale sedmkrát. Je známo, že receptory neurotransmiterů nereagují na typ neurotransmiteru, který dostávají, pokud jsou vystaveny delší dobu. Tento jev je známý jako desenzibilizace nebo downregulace vyvolaná ligandem .

Příklad neurotransmiterových receptorů

Níže jsou uvedeny některé hlavní třídy receptorů neurotransmiterů:

  • Adrenergní : α 1A , α 1b , α 1c , α 1d , α 2a , α 2b , α 2c , α 2d , β 1 , β 2 , β 3
  • Dopaminergní : D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5
  • GABAergic : GABA A , GABA B1a , GABA B1δ , GABA B2 , GABA C
  • Glutaminergní : NMDA, AMPA, kainát, mGluR 1 , mGluR 2 , mGluR 3 , mGluR 4 , mGluR 5 , mGluR 6 , mGluR 7
  • Histaminergní : H 1 , H 2 , H 3
  • Cholinergikum : muskarinikum: M1, M2, M3, M4, M5; Nikotinové: svaly, neuronální (necitlivé na α-bungarotoxiny), neuronální (citlivé na α-bungarotoxiny)
  • Opioid : μ, δ 1 , δ 2 , κ
  • Serotonergní : 5-HT 1A , 5-HT 1B , 5-HT 1D , 5-HT 1E , 5-HT 1F , 5-HT 2A , 5-HT 2B , 5-HT 2C , 5-HT 3 , 5-HT 4 , 5-HT 5 , 5-HT 6 , 5-HT 7
  • Glycinergní : Glycin

Viz také

Poznámky a reference

externí odkazy