Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рисунок 1. Структура семи трансмембранных α-спиралей рецептора, связанного с G-белком.

Нейромедиатор рецептор (также известный как нейрорецептор ) представляет собой мембранный белок рецептора [1] , который активируется с помощью медиатора . [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. Таким образом, мембранный 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 постсинаптических клетках рецепторы нейротрансмиттеров получают сигналы, которые запускают электрический сигнал, регулируя активность ионных каналов . Приток ионов через ионные каналы, открытые из-за связывания нейротрансмиттеров со специфическими рецепторами, может изменить мембранный потенциал нейрона. Это может привести к сигналу, который проходит по аксону (см. Потенциал действия ) и передается в синапсе другому нейрону и, возможно, нейронной сети . [1] На пресинаптических клетках могут быть рецепторные участки, специфичные для нейротрансмиттеров, выделяемых этой клеткой (см. Авторецептор), которые обеспечивают обратную связь и опосредуют чрезмерный выброс нейромедиаторов из нее. [3]

Существует два основных типа рецепторов нейротрансмиттеров : ионотропные и метаботропные . Ионотропный означает, что ионы могут проходить через рецептор, тогда как метаботропный означает, что второй мессенджер внутри клетки передает сообщение (т. Е. Метаботропные рецепторы не имеют каналов). Метаботропные рецепторы на самом деле являются рецепторами, связанными с G-белками . [2] [4] Ионотропные рецепторы также называют ионными каналами, управляемыми лигандами, и они могут быть возбуждены нейротрансмиттерами ( лигандами ), такими как глутамат и аспартат . Эти рецепторы также могут быть подавленынейротрансмиттерами, 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 [ править ]

Рецепторы нейротрансмиттеров (NT) расположены на поверхности нейрональных и глиальных клеток . В синапсе 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 [ править ]

Ионный канал, управляемый лигандами

Ионные каналы, управляемые лигандами ( LGIC ), представляют собой один из типов ионотропных рецепторов или рецепторов, связанных с каналом . Они представляют собой группу трансмембранных ионных каналов , которые открываются или закрываются в ответ на связывание химического мессенджера (например, лиганда ) [8], такого как нейромедиатор . [9]

Сайт связывания эндогенных лигандов на белковых комплексах LGIC обычно расположен в другой части белка ( аллостерический сайт связывания) по сравнению с тем местом, где расположена пора ионной проводимости. Прямая связь между связыванием лиганда и открытием или закрытием ионного канала, которая характерна для ионных каналов, управляемых лигандами, контрастирует с косвенной функцией метаботропных рецепторов , которые используют вторичные мессенджеры . LGIC также отличаются от управляемых напряжением ионных каналов (которые открываются и закрываются в зависимости от мембранного потенциала ) и ионных каналов, активируемых растяжением (которые открываются и закрываются в зависимости от механической деформации мембраны ).клеточная мембрана ). [9] [10]

Метаботропные рецепторы: рецепторы, сопряженные с G-белком [ править ]

Му опиоидных G-белок-связанных рецепторов с его агониста

G-белок рецепторы ( GPCR , ), также известные как рецепторы семь трансмембранных доменов , 7TM рецепторы , heptahelical рецепторы , рецептор серпантина , и G белок-связанные рецепторы ( GPLR ), включаютсебя большой белке семейство трансмембранных рецепторов , которые смысловые молекулы вне среды клетки и активируют внутренниепути передачи сигналов и, в конечном итоге, клеточные ответы. Рецепторы, связанные с G-белком, обнаружены только у эукариот , включая дрожжи, хоанофлагелляты ,[11] и животные. Эти лиганды , которые связывают и активируют эти рецепторы включаютсебя светочувствительные соединения, запахи , феромоны , гормоны и нейромедиаторы , и различаются по размеру от маленьких молекул до пептидов до крупных белков . 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: сигнальный путь цАМФ и сигнальный путь фосфатидилинозитола . [14] Когда лиганд связывается с GPCR, он вызывает конформационные изменения в GPCR, что позволяет ему действовать как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов (GEF). Затем GPCR может активировать связанный G-белок , заменяя связанный GDP на 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 ( G αs, G αi / o , G αq / 11 , G α12 / 13 ). [15] : 1160

Десенсибилизация и концентрация нейромедиаторов [ править ]

Рецепторы нейротрансмиттеров подвержены десенсибилизации, вызванной лигандами: то есть они могут перестать реагировать при длительном воздействии на свой нейромедиатор. Рецепторы нейротрансмиттеров присутствуют как на постсинаптических нейронах, так и на пресинаптических нейронах, причем первые используются для приема нейротрансмиттеров, а вторые - с целью предотвращения дальнейшего высвобождения данного нейромедиатора. [16] Помимо того, что рецепторы нейротрансмиттеров находятся в нейронных клетках, они также обнаруживаются в различных иммунных и мышечных тканях. Многие рецепторы нейротрансмиттеров классифицируются как серпентиновый 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 нейротрансмиттера, который они получают при длительном воздействии. Это явление известно как индуцированная лигандом десенсибилизация [16] или подавление .

Пример рецепторов нейротрансмиттеров [ править ]

Ниже приведены некоторые основные классы рецепторов нейромедиаторов: [17]

  • Адренергические : α 1A , α 1b , α 1c , α 1d , α 2a , α 2b , α 2c , α 2d , β 1 , β 2 , β 3
  • Дофаминергические : D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5
  • ГАМКергические : ГАМК A , ГАМК B1a , ГАМК B1δ , ГАМК B2 , ГАМК C
  • Глутаминергические : NMDA, AMPA, каинат, mGluR 1 , mGluR 2 , mGluR 3 , mGluR 4 , mGluR 5 , mGluR 6 , mGluR 7
  • Гистаминергические : H 1 , H 2 , H 3
  • Холинергические : мускариновые: M1, M2, M3, M4, M5; Никотиновые: мышечные, нейронные (нечувствительные к α-бунгаротоксину), нейронные (чувствительные к α-бунгаротоксину)
  • Опиоидные : μ, δ 1 , δ 2 , κ
  • Серотонинергические : 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
  • Глицинэргический : Глицин

См. Также [ править ]

  • Авторецептор
  • Катехоламины
  • Холинергические агонисты и антагонисты
  • Гетерорецептор
  • Имидазолиновый рецептор
  • Нервно-мышечная передача
  • Синаптическая передача

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Левитан, Ирвин Б .; Леонард К. Качмарек (2002). Нейрон (Третье изд., Стр. 285). Издательство Оксфордского университета.
  2. ^ a b c «Неврологический контроль - нейротрансмиттеры» . Brain Explorer. 2011-12-20 . Проверено 4 ноября 2012 .
  3. ^ «Рецепторы нейротрансмиттеров, транспортеры и ионные каналы» . www.rndsystems.com.
  4. ^ "3. Постсинаптические рецепторы нейротрансмиттеров" . Web.williams.edu . Проверено 4 ноября 2012 .
  5. ^ Ф., Медведь, Марк (2007). Неврология: исследование мозга . Коннорс, Барри В., Парадизо, Майкл А. (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С.  106 . ISBN 9780781760034. OCLC  62509134 .
  6. ↑ Goldman, B. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали мозговых связей. В центре новостей медицины Стэнфорда. Получено с https://med.stanford.edu/news/all-news/2010/11/new-imaging-method-developed-at-stanford-reveals-stunning-details-of-brain-connections.html .
  7. ↑ Goldman, B. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали мозговых связей. В центре новостей медицины Стэнфорда. Получено с https://med.stanford.edu/news/all-news/2010/11/new-imaging-method-developed-at-stanford-reveals-stunning-details-of-brain-connections.html .
  8. ^ " ligand-gated channel " в Медицинском словаре Дорланда
  9. ^ a b Purves, Дейл, Джордж Дж. Августин, Дэвид Фицпатрик, Уильям С. Холл, Энтони-Самуэль 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 )
  10. ^ Коннолли CN, Wafford KA (2004). "Cys-петля суперсемейства лиганд-управляемых ионных каналов: влияние структуры рецептора на функцию" . Biochem. Soc. Пер . 32 (Pt3): 529–34. DOI : 10.1042 / BST0320529 . PMID 15157178 . 
  11. ^ King N, Hittinger CT, Carroll SB (2003). «Эволюция ключевых клеточных сигнальных и адгезионных семейств белков предшествовала возникновению животных». Наука . 301 (5631): 361–3. DOI : 10.1126 / science.1083853 . PMID 12869759 . 
  12. ^ Филмор, Дэвид (2004). «Это мир GPCR» . Открытие современных лекарств . 2004 (ноябрь): 24–28.
  13. ^ Оверингтон JP, Al-Lazikani B, Хопкинс AL (декабрь 2006). «Сколько существует мишеней для наркотиков?». Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. DOI : 10.1038 / nrd2199 . PMID 17139284 . 
  14. Перейти ↑ Gilman AG (1987). «Белки G: преобразователи сигналов, генерируемых рецепторами» . Ежегодный обзор биохимии . 56 : 615–649. DOI : 10.1146 / annurev.bi.56.070187.003151 . PMID 3113327 . 
  15. ^ Wettschureck N, Offermanns S (октябрь 2005). «Белки G млекопитающих и их функции, специфичные для клеточного типа» . Physiol. Ред . 85 (4): 1159–204. DOI : 10.1152 / Physrev.00003.2005 . PMID 16183910 . 
  16. ^ a b "Страница медицинской биохимии" . Web.indstate.edu . Проверено 4 ноября 2012 .
  17. ^ ред. Кебабаин, Дж. У. и Ноймайер, Дж. Л. (1994). «Справочник RBI по классификации рецепторов»

Внешние ссылки [ править ]

  • Brain Explorer
  • Нейротрансмиттеры Постсинаптические рецепторы
  • Снайдер (2009) Нейротрансмиттеры, рецепторы и вторые посланники в изобилии за 40 лет. Журнал неврологии. 29 (41): 12717-12721.
  • Снайдер и Беннетт (1976) Рецепторы нейротрансмиттеров в головном мозге: биохимическая идентификация. Ежегодный обзор физиологии. Vol. 38: 153-175
  • Неврология для детей: нейротрансмиттеры
  • Руководство и словари Библиотеки Конгресса: рецепторы нейротрансмиттеров
  • Рецепторы, переносчики и ионные каналы нейротрансмиттеров
  • Нейрорегулятор + рецептор по медицинским предметным рубрикам Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)