Jump to content

Бета-1 адренергический рецептор

(Перенаправлено из агониста бета-1 )

ADRB1
Доступные структуры
PDB Поиск ортолога: PDBE RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы Adrb1 , Adrb1r, B1ar, Beta1ar, Rhr, Adrenoceptor Beta 1, Fnss2
Внешние идентификаторы Омим : 109630 ; MGI : 87937 ; Гомологен : 20171 ; GeneCards : ADRB1 ; OMA : ADRB1 - ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Набор
Uniprot
Refseq (мРНК)

NM_000684

NM_007419

Refseq (белок)

NP_000675

NP_031445

Расположение (UCSC) Chr 10: 114.04 - 114,05 МБ Chr 19: 56,71 - 56,72 МБ
PubMed Search [ 3 ] [ 4 ]
Викидид
Посмотреть/редактировать человека Посмотреть/редактировать мышь

Адренергический рецептор бета -1 1 адренорецептор), также известный как ADRB1 , может относиться либо к гену, кодирующему белок (ген ADRB1), либо к одному из четырех адренергических рецепторов . [ 5 ] Это G-белок, связанный с GS- гетеротримерным G-белком , который экспрессируется преимущественно в тканях сердца. В дополнение к сердечной ткани, бета-1 адренергические рецепторы также экспрессируются в коре головного мозга.

Исторический контекст

[ редактировать ]

Кэннон WB было два химических передатчика или симпатинов. постулировал, что в 1933 году В 1948 году Раймонд Алквист опубликовал рукопись в Американском журнале физиологии, устанавливающей идею адреналина, имеющего различные действия как на альфа, так и на бета -рецепторы. Вскоре после этого Eli Lilly Laboratories синтезировали первый бета-блокатор Dichloroisoprotereno l.

Общая информация

[ редактировать ]

Структура

[ редактировать ]

ADRB-1 является трансмембранным белком , который принадлежит к семейству GPCR-связанных рецепторов ( GPCR ). [ 6 ] [ 7 ] GPCR играют ключевую роль в клеточных сигнальных путях и в первую очередь известны своими семи трансмембранными (7TM) спиралями, которые имеют цилиндрическую структуру и охватывают мембрану. Домены 7TM имеют три внутриклеточные и три внеклеточные петли, которые соединяют эти домены друг с другом. Внеклеточные петли содержат сайты для связывания лиганда на N-конце рецептора, а внутриклеточные петли и C-конце взаимодействуют с сигнальными белками, такими как G-белки. Внеклеточные петли также содержат несколько участков для посттрансляционной модификации и участвуют в связывании лиганда. Третья внутриклеточная петля является крупнейшей и содержит сайты фосфорилирования для регуляции сигнализации. Как следует из названия, GPCR связаны с G-белками, которые являются гетеротримерными по своей природе. Гетеротримерные G-белок состоят из трех субъединиц: альфа, бета и гамма. [ 8 ] После связывания лиганда с внеклеточным доменом GPCR в рецепторе индуцируется конформационное изменение, которое позволяет ему взаимодействовать с альфа-субъединицей G-белка. После этого взаимодействия субъединица G-альфа обменивается ВВП на GTP, становится активным и диссоциирует от бета и гамма-субъединиц. Свободная альфа -субъединица затем способна активировать нижестоящие сигнальные пути (подробно больше во взаимодействиях и пути).

ADRB-1 активируется катехоламинами адреналином и норадреналином. Как только эти лиганды связываются, рецептор ADRB-1 активирует несколько различных сигнальных путей и взаимодействий. Некоторые из самых известных путей:

  1. Аденилилуциклаза: когда лиганд связывается с рецептором ADRB-1, активируется альфа-субъединица гетеротримерного G-белка, что, в свою очередь, активирует фермент аденилайкклазу . Затем аденилитциклаза катализирует превращение АТФ в циклический AMP (CAMP) , который активирует нижестоящие эффекторы, такие как протеинкиназа A (PKA) .
  2. Активация цАМФ PKA: цАМФ, генерируемый аденилалуциклазой, активирует PKA, который затем фосфорилирует многочисленные нисходящие мишеней, такие как ионные каналы, другие ферменты и факторы транскрипции .
  3. Бета-аррестины: активация рецептора ADRB-1 может привести к рекрутированию бета-аррестинов , которые используются для активации сигнальных путей, независимых от G-белков. Примером независимого пути являются пути MAPK (митоген-активированная протеинкиназа).
  4. Передача сигналов кальция: передача сигналов ADRB-1 также активирует семейство GQ/11 белков G, которое является подсемейством гетеротримерных G-белков, которые активирует фосфолипазу C (PLC). PLC расщепляет фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат (PIP2) во второй мессенджерах INOSITOL 1,4,5-трифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG). IP3 связывается с рецепторами IP3 на эндоплазматической ретикулуме, которая затем приводит к высвобождению ионов кальция (CA2+) в цитоплазму, что приводит к активации нижестоящих сигнальных путей.

Резюме взаимодействия

[ редактировать ]

Действие рецептора β 1 включает в себя:

Система Эффект Салфетка
Мускулистый Увеличивает сердечный выброс Сердечная мышца
Увеличивает частоту сердечных сокращений ( хронотропный эффект) Сенатский узел (SA Node) [ 9 ]
Увеличивает сократимость предсердий ( нетропный эффект) Сердечная мышца
Увеличивает сократимость и автоматичность Желудочковая сердечная мышца [ 9 ]
Увеличивает проводимость и автоматичность Атриовентрикулярный узел (узел) [ 9 ]
Расслабление Стена мочевого пузыря [ 10 ]
Экзокринный Выпускает ренин Juxtaglomerular Clts . [ 9 ]
Стимулирует вязкие, заполненные амилазой выделения

Слюнные железы [ 11 ]

Другой Липолиз Жировая ткань [ 9 ]

Рецептор также присутствует в коре головного мозга .

Другие пути, которые играют рецептор ADRB-1, играют важную роль в:

  1. Регуляция периферических часов и синхронизации центральных циркадных часов: супрахиазматическое ядро ​​(SCN) получает световую информацию от глаз и синхронизирует периферические часы на центральные циркадные часы посредством высвобождения различных нейропептидов и гормонов. [ 12 ] Рецепторы ADRB-1 могут играть роль в модуляции высвобождения нейропептидов, таких как вазоактивный кишечный пептид (VIP) и аргинин вазопрессин (AVP) из SCN, который затем может синхронизировать периферические часы.
  2. Известно, что регуляция метаболизма глюкозы: регуляция метаболизма глюкозы связана с передачей сигналов рецептора ADRB-1. [ 13 ] Путь трансдукции сигнала, который активируется через рецептор ADRB-1, может регулировать экспрессию тактовых генов и транспортеров глюкозы . Разброс передачи сигналов рецептора ADRB-1 участвовал в метаболических расстройствах, таких как диабет и ожирение.
  3. Рецептор ADRB-1 и ритмический контроль иммунитета: циркадные колебания в катехоламиновых сигналах влияют на различные клеточные мишени, которые экспрессируют адренергические рецепторы, включая иммунные клетки. [ 12 ] Адренергическая система регулирует ряд физиологических функций, которые выполняются посредством производства катехоламинов . У людей обнаружено низкий уровень циркулирующего катехоламина в течение ночи и высокого уровня в течение дня, в то время как грызуны демонстрируют противоположную картину. Исследования, демонстрирующие паттерны уровней норэпинефрина, показывают, что циркадной ритмичности нет. Циркулирующие ритмы в адреналина, однако, кажутся циркадными и регулируются осью HPA :
    1. Циклическое изменение в сигналах HPA, вероятно, важна для движения суточных колебаний в адреналине.
    2. Наиболее хорошо охарактеризованным средством, с помощью которых адренергические сигналы оказывают циркадный контроль над иммунитетом, является регуляция клеточной трафики. Изменение количества лейкоцитов, по -видимому, связано с адренергической функцией.
  4. Сердечный ритм и сердечная недостаточность: сигнальный путь β-AR служит первичным компонентом границы между симпатической нервной системой и сердечно-сосудистой системой . [ 14 ] Дисрегуляция пути β-AR была вовлечена в патогенез сердечной недостаточности. Было обнаружено, что определенные изменения в передаче сигналов β-AR приводят к снижению уровней β1-AR на 50%, в то время как уровни β2-AR остаются постоянными. Другие внутриклеточные изменения включают значительное, резкое повышение уровней Gαi и повышенную активность βARK1. Эти изменения предполагают резкое снижение передачи сигналов β-AR, вероятно, из-за устойчивых, повышенных уровней катехоламинов.

Механизм в миоцитах сердца

[ редактировать ]

G S оказывает свои эффекты через два пути. Во-первых, он непосредственно открывает кальциевые каналы L-типа (LTCC) в плазматической мембране. Во -вторых, он делает активированную аденилатциклазу , что приводит к увеличению цАМФ , активируя протеинкиназу A (PKA), которая, в свою очередь, фосфорилирует несколько мишеней, таких как фосфоламбан , LTCC, тропонин I (TNI) и калийные каналы . Фосфорилирование фосфоламбана деактивирует свою собственную функцию, которая обычно ингибирует SERCA на саркоплазматической ретикулуме (SR) в миоцитах сердца. Из -за этого больше кальция попадает в SR и поэтому доступен для следующего сокращения. Фосфорилирование LTCC увеличивает его открытую вероятность и, следовательно, позволяет большему количеству кальция входить в миоцит при деполяризации клеток. Оба эти механизмы увеличивают доступный кальций для сокращения и, следовательно, увеличивают инотропию . И наоборот, фосфорилирование TNI приводит к его облегченному диссоциации кальция от тропонина C (TNC), которая ускоряет мышечную релаксацию (положительная люзитропия ). Фосфорилирование калиевого канала увеличивает его открытую вероятность, что приводит к более короткой рефрактерный период (потому что клетки реполяризируются быстрее), также увеличивая люситропию . Кроме того, в узловых клетках, таких как в узле SA, цАМФ непосредственно связывает и открывает каналы HCN , увеличивая их открытую вероятность, что увеличивает хронотропию . [ 6 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Семейный натуральный короткий сон (FNS)

[ редактировать ]

Редкая мутация, которая изменяет цитозин на тимин в кодирующей последовательности ADRB-1, приводит к переходу белка на валин из аланина в аминокислотной позиции 187 (A187) и приводит к признаке поведения FNS , где носители мутации естественным образом пробуждаются только после того От 4 до 6,5 часов сна. Белок ADRB-1 участвует в циклическом аденозин-монофосфатном (CAM-мышком) сигнальном пути, а мутированный белок ADRB1-A187V приводит к более низкому продукции цАМФ, чем белок дикого типа, учитывая одинаковое изопротеренолом лечение агонисту , неселевному ADRB-1. [ 15 ] Также было обнаружено, что мутированный белок менее стабилен, скорее всего, из-за посттрансляционных модификаций , как показано в эксперименте по нокаутированию ADRB1, где мутированный ген ADRB-1 заменяет дикий тип технологией CRISPR , а уровень белка демонстрирует уменьшение, когда он, в то время как, в то время как в то время как в то время Уровень мРНК остается высоким. [ 15 ]

Мыши с гетерозиготной мутацией ADRB1-A187V демонстрируют повышенное время активности и более короткие интервалы быстрого движения глаз (REM) сна и не-REM SNEPE , что позволяет предположить, что мутация вызывает короткий сон. В другом эксперименте мутация ADRB1-A187V восстановила RET Sleep у мышей TAU (PS19) и сниженного накопления тау , что может способствовать повреждению и смерти мозга в локусе Coeruleus (LC) мышей PS19. [ 16 ] Кроме того, высокий уровень экспрессии белка ADRB-1 наблюдается в дорсальных понах (DP), называемых нейронами ADRB1+. Показано, что активность этих нейронов ADRB1+ в DP тесно связана с поведением сна бодрствования и изменена мутацией ADRB1-A187V. Нейроны ADRB1+ могут быть либо ингибирующими, либо возбуждающими. В мозге мутантных мышей процент нейронов ADRB1+, которые могут ингибироваться агонистами, значительно снижается, в то время как процент нейронов, которые могут быть возбуждены агонистами, остается относительно неизменным. [ 15 ] Таким образом, предполагается, что белок ADRB-1 имеет ингибирующую и возбуждающую функцию, причем ингибирующая функция более чувствительна к его снижению уровня белка, а возбуждающая функция является менее чувствительной. Хотя мутация ADRB1-A187V приводит к более низким уровням белка, как обсуждалось выше, в целом, ингибируется меньше нейронов ADRB1+, что соответствует более высокой общей активности нейронов DP ADRB1+, наблюдаемых у мутантных мышей. Эти результаты в совокупности указывают на то, что высокие уровни активности в нейронах ADRB1+ приводят к более короткому сну или FNS .

Полиморфизмы в ADRB-1

[ редактировать ]

Одним из отдельных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) в ADRB-1 является изменение от цитозина к гуанину , в результате чего белок переключатель от аргинина (389R) к глицину (389 г) в положении 389 кодона. Аргинин в кодоне 389 высоко сохранен среди видов, и эта мутация происходит в домене связывания G-белка ADRB-1, одной из ключевых функций белка ADRB-1, поэтому он может привести к функциональным различиям. Фактически, этот SNP вызывает ослабленную эффективность и аффинность при связывании агониста, связанного с рецептором. [ 17 ]

Другой распространенный SNP встречается в положении 49 кодона с изменением серина (49S) на глицин (49 г) в последовательности N-конце ADRB-1. Показано, что вариант 49S более устойчив к повышению агониста по регулированию и коротким интервалам агонистского воздействия. Рецептор варианта 49G всегда экспрессируется, что приводит к высокой активности связи с аденилалузикклазой и повышению чувствительности к агонистам. [ 17 ]

Оба этих SNP имеют относительно высокие частоты среди популяций и, как полагают, влияют на функции сердца. Люди, которые гомозиготны по аллелю 389R, с большей вероятностью имеют более высокое кровяное давление и частоту сердечных сокращений, чем у других, у которых есть одна или две копии аллеля 389G. Кроме того, у пациентов с сердечными заболеваниями, которые имеют замену глицина на серин в кодоне 49 (49s> g), показывают улучшенные функции сердца и снижение уровня смертности. [ 18 ] Сердечно -сосудистые реакции, вызванные этим полиморфизмом в здоровой популяции, также изучаются. Здоровые люди с глицином в кодоне 49 демонстрируют лучшие сердечно -сосудистые функции в состоянии покоя и реакцию на максимальную частоту сердечных сокращений во время упражнений, очевидно для кардиозащиты, связанной с этим полиморфизмом. [ 18 ]

Фармацевтические вмешательства

[ редактировать ]

Поскольку ADRB-1 играет такую ​​критическую роль в поддержании гомеостаза артериального давления и сердечного выброса, многие лекарства лечат эти условия, либо потенциализируя, либо ингибируя функции ADRB-1. Добутамин является одним из адренергических препаратов и агонистов, которые избирательно связываются с ADRB-1 и часто используются при лечении кардиогенного шока и сердечной недостаточности . [ 19 ] Также важно отметить использование запрещенного препарата для ADRB-1, поскольку кокаин , бета-блокирующие агенты или другие симпатические стимуляторы могут вызвать неотложную медицинскую помощь.

Агонисты

[ редактировать ]

Агонисты ADRB-1 имитируют или инициируют физиологический ответ, когда он связан с рецептором. Изопреналин обладает более высоким сродством к β 1, чем адреналин , который, в свою очередь, связывается с более высокой аффинностью, чем норадреналин при физиологических концентрациях. Поскольку ADRB-1 увеличивает сердечный выброс, селективные агонисты клинически функционируют как потенциальные методы лечения сердечной недостаточности. Селективные агонисты рецептора бета-1:

  • Денопамин используется при лечении стенокардии и имеет потенциальное использование для лечения застойной сердечной недостаточности и отек легких.
  • Добутамин [ 11 ] кардиогенном шоке ) является агонист бета-1, который лечит сердечную декомпенсацию.
  • Xamoterol [ 11 ] ( Стимулятор сердца ) действует как частичный агонист, который улучшает функцию сердца в исследованиях с сердечной недостаточностью. Ксамотерол играет роль в модулировании симпатической нервной системы, но не имеет какого-либо агонистического действия на адренергические рецепторы бета-2.
  • Изопротеренол является неселективным агонистом, который усиливает эффекты таких агентов, как адреналин и норэпинефрин, для повышения сократимости сердца.

Антагонисты

[ редактировать ]

Антагонисты ADRB-1-это класс лекарств, которые также называют бета-блокаторами β1-селективные антагонисты используются для управления аномальными сердечными ритмами и блокировки действия веществ, таких как адреналин на нейроны, позволяя крови легче течь, что снижает артериальное давление и сердечный выброс. Они также могут сократить сосудистые опухоли. Некоторые примеры бета-блокаторов включают:

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а беременный в GRCH38: Ensembl Release 89: ENSG00000043591 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а беременный в GRCM38: Ensembl Release 89: Ensmusg00000035283 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Человеческая PubMed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
  4. ^ «Мышь Pubmed ссылка:» . Национальный центр информации о биотехнологии, Национальная медицина США .
  5. ^ «Adrb1 Adrenoceptor Beta 1 [Homo Sapiens (Human)] - Gene - ncbi» .
  6. ^ Jump up to: а беременный Boron WF, Boulpaep EL (2012). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход (обновленное второе изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс/Elsevier. ISBN  978-1-4377-1753-2 Полем OCLC   756281854 .
  7. ^ Розенбаум Д.М., Расмуссен С.Г., Кобилка Б.К. (май 2009 г.). «Структура и функция рецепторов, связанных с G-белком» . Природа . 459 (7245): 356–363. Bibcode : 2009natur.459..356r . doi : 10.1038/nature08144 . PMC   3967846 . PMID   19458711 .
  8. ^ Nestler EJ, Duman RS (1999). «Гетеротримерные G -белки» . Основная нейрохимия: молекулярные, клеточные и медицинские аспекты (6 -е изд.).
  9. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Fitzpatrick D, Purves D, Augustine G (2004). «Таблица 20: 2». Нейробиология (третье изд.). Сандерленд, Месса: Синауэр. ISBN  978-0-87893-725-7 .
  10. ^ Моро С., Таджури Л., Шахматы-Уильямс Р. (январь 2013 г.). «Функция адренорецепта и экспрессия в мочевом пузыре уротелия и пластинки». Урология . 81 (1): 211.e1–211.e7. doi : 10.1016/j.urology.2012.09.011 . PMID   23200975 .
  11. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Rang, HP (2003). Фармакология . Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN  978-0-443-07145-4 Полем Страница 163
  12. ^ Jump up to: а беременный Leach S, Suzuki K (2020). «Адренергическая передача сигналов в циркадном контроле иммунитета» . Границы в иммунологии . 11 : 1235. DOI : 10.3389/fimmu.2020.01235 . PMC   7344327 . PMID   32714319 .
  13. ^ Jovanovic A, Xu B, Zhu C, Ren D, Wang H, Krause-Hauch M, et al. (Июнь 2023 г.). «Характеристика адренергической регуляции транспортера глюкозы 4-опосредованного поглощения глюкозы и метаболизма в сердце» . Jacc. Основная к трансляционной науке . 8 (6): 638–655. doi : 10.1016/j.jacbts.2022.11.008 . PMC   10322917 . PMID   37426525 .
  14. ^ Мадаманчи А (июль 2007 г.). «Передача сигналов бета-адренергического рецептора в сердечной функции и сердечной недостаточности» . McGill Journal of Medicine . 10 (2): 99–104. PMC   2323471 . PMID   18523538 .
  15. ^ Jump up to: а беременный в Ши Дж, Син Л., Ву Д., Бхаттачарья Б.Дж., Джонс К.Р., МакМахон Т. и др. (Сентябрь 2019). «Редкая мутация β 1 -адренергического рецептора влияет на поведение сна/бодрствования» . Нейрон . 103 (6): 1044–1055.e7. doi : 10.1016/j.neuron.2019.07.026 . PMC   6763376 . PMID   31473062 .
  16. ^ Dong Q, Ptáček LJ, Fu YH (апрель 2023 г.). «Мутант β 1 -адренергический рецептор улучшает восстановление сна и улучшает накопление тау в мышиной модели тауопатии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 120 (15): E2221686120. Bibcode : 2023pnas..12021686D . doi : 10.1073/pnas.2221686120 . PMC   10104526 . PMID   37014857 . S2CID   257922859 .
  17. ^ Jump up to: а беременный Sandilands AJ, O'Shaughnessy KM (сентябрь 2005 г.). «Функциональная значимость генетической вариации в бета-адреноцептере» . Британский журнал клинической фармакологии . 60 (3): 235–243. doi : 10.1111/j.1365-2125.2005.02438.x . PMC   1884766 . PMID   16120061 .
  18. ^ Jump up to: а беременный Келли Эф, Снайдер Э.М., Джонсон Б.Д. (декабрь 2018 г.). «Влияние генотипа адренергического рецептора бета-1 на сердечно-сосудистый ответ на физические упражнения у здоровых субъектов» . Кардиологические исследования . 9 (6): 343–349. doi : 10.14740/cr785 . PMC   6306116 . PMID   30627284 .
  19. ^ Фарзам К., Кидрон А., Лакхкар А.Д. (2023). «Адренергические препараты» . Statpearls . Остров сокровищ (Флорида): Statpearls Publishing. PMID   30480963 . Получено 2023-04-26 .
  20. ^ Американское общество здравоохранения Pharmacists, Inc. (2005-01-01). «Бизопролол» . Информация о наркотиках MedlinePlus . Национальная медицина США, Национальные институты здравоохранения. Архивировано с оригинала на 2008-05-20 . Получено 2008-06-06 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6ad655d8736eb5c732f3ed07841c2c32__1724943660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6a/32/6ad655d8736eb5c732f3ed07841c2c32.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Beta-1 adrenergic receptor - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)