Рецептор нейротрансмиттера - Neurotransmitter receptor

Рисунок 1. Структура семи трансмембранных α-спиралей рецептора, связанного с G-белком.

А рецептор нейромедиатора (также известный как нейрорецептор) является мембраной рецепторный белок[1] который активируется нейротрансмиттер.[2] Химические вещества снаружи клетки, такие как нейротрансмиттер, могут сталкиваться с мембраной клетки, и вдоль мембраны мы можем найти рецепторы. Если нейротрансмиттер сталкивается с соответствующим рецептором, он связывается и может запускать другие события внутри клетки. Следовательно, мембрана рецептор является частью молекулярного механизма, который позволяет клеткам общаться друг с другом. Рецептор нейротрансмиттера - это класс рецепторов, который специфически связывается с нейротрансмиттерами в отличие от других молекул.

В постсинаптический клетки, рецепторы нейротрансмиттеров получают сигналы, которые запускают электрический сигнал, регулируя активность ионные каналы. Приток ионов через ионные каналы, открытые из-за связывания нейротрансмиттеров со специфическими рецепторами, может изменить мембранный потенциал нейрона. Это может привести к появлению сигнала, проходящего по аксон (увидеть потенциал действия ) и передается в синапсе другому нейрону и, возможно, в нейронная сеть.[1] На пресинаптический В клетках могут быть рецепторы, специфичные для нейромедиаторов, выделяемых этой клеткой (см. Авторецептор ), которые обеспечивают обратную связь и опосредуют чрезмерный выброс нейромедиаторов из нее.[3]

Есть два основных типа нейротрансмиттер рецепторы: ионотропный и метаботропный. Ионотропный означает, что ионы могут проходить через рецептор, тогда как метаботропный означает, что второй мессенджер внутри клетки передает сообщение (то есть у метаботропных рецепторов нет каналов). Фактически, метаботропные рецепторы G-белковые рецепторы.[2][4] Ионотропные рецепторы еще называют ионные каналы, управляемые лигандами и они могут быть возбужденный нейротрансмиттерами (лиганды ) любить глутамат и аспартат. Эти рецепторы также могут быть подавленный нейротрансмиттерами, такими как ГАМК и глицин. Напротив, рецепторы, связанные с G-белком, не являются ни возбуждающими, ни ингибирующими. Скорее, они могут иметь широкий ряд функций, таких как модуляция действия возбуждающих и тормозных ионных каналов или запуск сигнального каскада, который высвобождает кальций из запасов внутри клетки.[2] Большинство рецепторов нейротрансмиттеров связаны с G-белками.[1]

Локализация

Рецепторы нейротрансмиттеров (NT) расположены на поверхности нейронный и глиальный клетки. На синапс, один нейрон отправляет сообщения другому нейрону через нейротрансмиттеры. Следовательно, постсинаптический нейрон, принимающий сообщение, группирует NT-рецепторы в этом конкретном месте своей мембраны. NT-рецепторы могут быть вставлены в любую область мембраны нейрона, такую ​​как дендриты, аксоны и тело клетки.[5] Рецепторы могут быть расположены в разных частях тела и действовать как ингибитор или возбуждающий рецептор для определенного нейротрансмиттера. [6] Примером этого являются рецепторы нейротрансмиттера ацетилхолина (ACh), один рецептор расположен в нервно-мышечном соединении в скелетных мышцах для облегчения мышечного сокращения (возбуждения), а другой рецептор расположен в сердце, чтобы замедлить частоту сердечных сокращений (тормозящее ) [7]

Ионотропные рецепторы: ионные каналы, управляемые нейротрансмиттерами

Ионный канал, управляемый лигандами

Ионные каналы, управляемые лигандами (LGIC) являются одним из типов ионотропных рецепторов или рецептор, связанный с каналом. Они группа трансмембранный ионные каналы которые открываются или закрываются в ответ на связывание химического посредника (т. е. лиганд ),[8] например, нейротрансмиттер.[9]

Сайт связывания эндогенный лиганды на белковых комплексах LGIC обычно располагаются в другой части белка ( аллостерический сайт связывания) по сравнению с местом, где расположена пора ионной проводимости. Прямая связь между связыванием лиганда и открытием или закрытием ионного канала, которая характерна для ионных каналов, управляемых лигандом, контрастирует с косвенной функцией метаботропные рецепторы, которые используют вторые посланники. LGIC также отличаются от потенциалзависимые ионные каналы (которые открываются и закрываются в зависимости от мембранный потенциал ), и ионные каналы, активируемые растяжением (которые открываются и закрываются в зависимости от механической деформации клеточная мембрана ).[9][10]

Метаботропные рецепторы: рецепторы, сопряженные с G-белком

G-белковые рецепторы (GPCR), также известен как рецепторы семи трансмембранных доменов, Рецепторы 7ТМ, гепталические рецепторы, змеиный рецептор, и G-белковые рецепторы (GPLR), составляют большую белок семья трансмембранные рецепторы это чувство молекулы вне ячейка и активировать внутри преобразование сигнала пути и, в конечном итоге, клеточные ответы. Рецепторы, сопряженные с G-белком, обнаруживаются только в эукариоты, включая дрожжи, хоанофлагелляты,[11] и животные. В лиганды которые связывают и активируют эти рецепторы, включают светочувствительные соединения, запахи, феромоны, гормоны, и нейротрансмиттеры, и различаются по размеру от небольших молекул до пептиды к большому белки. Рецепторы, связанные с G-белком, участвуют во многих заболеваниях, а также являются мишенью примерно 30% всех современных лекарственных препаратов.[12][13]

Существует два основных пути передачи сигнала с участием рецепторов, связанных с G-белком: лагерь сигнальный путь и фосфатидилинозитол сигнальный путь.[14] Когда лиганд связывается с GPCR, он вызывает конформационные изменения в GPCR, что позволяет ему действовать как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов (ГЭФ). Затем GPCR может активировать связанный G-белок путем обмена своей связью ВВП для GTP. Α-субъединица G-белка вместе со связанным GTP может затем диссоциировать от β- и γ-субъединиц для дальнейшего воздействия на внутриклеточные сигнальные белки или целевые функциональные белки, непосредственно в зависимости от типа α-субъединицы (гαs, гαi / o, гαq / 11, гα12 / 13 ).[15]:1160

Десенсибилизация и концентрация нейромедиаторов

Рецепторы нейротрансмиттеров подвержены индуцированной лигандом десенсибилизации: то есть они могут перестать реагировать на длительное воздействие своего нейромедиатора. Рецепторы нейротрансмиттеров присутствуют на обоих постсинаптический нейроны и пресинаптические нейроны, причем первые используются для получения нейротрансмиттеры и последнее с целью предотвращения дальнейшего высвобождения данного нейромедиатора.[16] Рецепторы нейротрансмиттеров обнаруживаются не только в нейронных клетках, но и в различных иммунных и мышечных тканях. Многие рецепторы нейротрансмиттеров относятся к категории змеиный рецептор или Рецептор, связанный с G-белком потому что они проходят через клеточную мембрану не один, а семь раз. Известно, что рецепторы нейротрансмиттеров перестают реагировать на тип нейротрансмиттер они получают при длительном воздействии. Это явление известно как десенсибилизация, вызванная лигандом.[16] или подавление.

Примеры рецепторов нейромедиаторов

Ниже приведены некоторые основные классы рецепторов нейромедиаторов:[17]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ а б c Левитан, Ирвин Б .; Леонард К. Качмарек (2002). Нейрон (Третье стр. 285 изд.). Издательство Оксфордского университета.
  2. ^ а б c «Неврологический контроль - нейротрансмиттеры». Brain Explorer. 2011-12-20. Получено 2012-11-04.
  3. ^ «Рецепторы нейротрансмиттеров, транспортеры и ионные каналы». www.rndsystems.com.
  4. ^ «3. Постсинаптические рецепторы нейротрансмиттеров». Web.williams.edu. Получено 2012-11-04.
  5. ^ Ф., Медведь, Марк (2007). Неврология: исследование мозга. Коннорс, Барри В., Парадизо, Майкл А. (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр.106. ISBN  9780781760034. OCLC  62509134.
  6. ^ Гольдман, Б. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали мозговых связей. В центре новостей медицины Стэнфорда. Полученное из https://med.stanford.edu/news/all-news/2010/11/new-imaging-method-developed-at-stanford-reveals-stunning-details-of-brain-connections.html.
  7. ^ Гольдман, Б. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали мозговых связей. В центре новостей медицины Стэнфорда. Полученное из https://med.stanford.edu/news/all-news/2010/11/new-imaging-method-developed-at-stanford-reveals-stunning-details-of-brain-connections.html.
  8. ^ "лиганд-закрытый канал " в Медицинский словарь Дорланда
  9. ^ а б Перввс, Дейл, Джордж Дж. Августин, Дэвид Фицпатрик, Уильям С. Холл, Энтони-Сэмюэл Ламантия, Джеймс О. Макнамара и Леонард Э. Уайт (2008). Неврология. 4-е изд. Sinauer Associates. С. 156–7. ISBN  978-0-87893-697-7.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  10. ^ Коннолли К.Н., Ваффорд К.А. (2004). «Суперсемейство Cys-петли лиганд-управляемых ионных каналов: влияние структуры рецептора на функцию». Biochem. Soc. Транс. 32 (Pt3): 529–34. Дои:10.1042 / BST0320529. PMID  15157178.
  11. ^ Король Н., Хиттингер CT, Кэрролл С.Б. (2003). «Эволюция ключевых клеточных сигнальных и адгезионных семейств белков предшествовала происхождению от животных». Наука. 301 (5631): 361–3. Дои:10.1126 / science.1083853. PMID  12869759.
  12. ^ Филмор, Дэвид (2004). "Это мир GPCR". Открытие современных лекарств. 2004 (Ноябрь): 24–28.
  13. ^ Оверингтон Дж. П., Аль-Лазикани Б., Хопкинс А. Л. (декабрь 2006 г.). «Сколько существует мишеней для наркотиков?». Nat Rev Drug Discov. 5 (12): 993–6. Дои:10.1038 / nrd2199. PMID  17139284.
  14. ^ Гилман А.Г. (1987). «G-белки: преобразователи сигналов, генерируемых рецепторами». Ежегодный обзор биохимии. 56: 615–649. Дои:10.1146 / annurev.bi.56.070187.003151. PMID  3113327.
  15. ^ Wettschureck N, Offermanns S (октябрь 2005 г.). «G-белки млекопитающих и их функции, специфичные для типов клеток». Physiol. Rev. 85 (4): 1159–204. Дои:10.1152 / Physrev.00003.2005. PMID  16183910.
  16. ^ а б "Страница медицинской биохимии". Web.indstate.edu. Получено 2012-11-04.
  17. ^ изд. Кебабаин, Дж. У. и Ноймайер, Дж. Л. (1994). «Справочник RBI по классификации рецепторов»

внешние ссылки