Jump to content

Бета-1-адренергический рецептор

(Перенаправлено с ADRB1 )

АДРБ1
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы ADRB1 , ADRB1R, B1AR, BETA1AR, RHR, бета-адренорецептор 1, FNSS2
Внешние идентификаторы Опустить : 109630 ; МГИ : 87937 ; Гомологен : 20171 ; Генные карты : ADRB1 ; OMA : ADRB1 — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_000684

НМ_007419

RefSeq (белок)

НП_000675

НП_031445

Местоположение (UCSC) Чр 10: 114.04 – 114.05 Мб Чр 19: 56,71 – 56,72 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Бета -1-адренорецептор (β1 - адренорецептор), также известный как ADRB1 , может относиться либо к гену, кодирующему белок (ген ADRB1), либо к одному из четырех адренергических рецепторов . [ 5 ] Это рецептор, связанный с G-белком , связанный с Gs гетеротримерным G-белком , который экспрессируется преимущественно в сердечной ткани. Помимо сердечной ткани, бета-1-адренорецепторы также экспрессируются в коре головного мозга.

Исторический контекст

[ редактировать ]

У. Б. Кэннон постулировал, что существует два химических передатчика или симпатина при изучении симпатической нервной системы в 1933 году. Эти симпатины E и I участвуют в возбуждающих и тормозящих реакциях. В 1948 году Раймонд Алквист рукопись, опубликовал в Американском журнале физиологии в которой изложил идею о том, что адреналин оказывает различное действие как на альфа-, так и на бета-рецепторы. Вскоре после этого лаборатории Eli Lilly синтезировали первый бета-блокатор дихлоризопротерено- 1.

Общая информация

[ редактировать ]

Структура

[ редактировать ]

ADRB-1 представляет собой трансмембранный белок , принадлежащий к семейству рецепторов, связанных с G-белком ( GPCR ). [ 6 ] [ 7 ] GPCRs играют ключевую роль в клеточных сигнальных путях и прежде всего известны своими семью трансмембранными (7TM) спиралями, имеющими цилиндрическую структуру и охватывающими мембрану. Домены 7TM имеют три внутриклеточные и три внеклеточные петли, которые соединяют эти домены друг с другом. Внеклеточные петли содержат сайты связывания лиганда на N-конце рецептора, а внутриклеточные петли и С-конец взаимодействуют с сигнальными белками, такими как G-белки. Внеклеточные петли также содержат несколько сайтов посттрансляционной модификации и участвуют в связывании лигандов. Третья внутриклеточная петля является самой большой и содержит сайты фосфорилирования для регуляции передачи сигналов. Как следует из названия, GPCR связаны с G-белками, имеющими гетеротримерную природу. Гетеротримерные G-белки состоят из трех субъединиц: альфа, бета и гамма. [ 8 ] При связывании лиганда с внеклеточным доменом GPCR в рецепторе индуцируется конформационное изменение, позволяющее ему взаимодействовать с альфа-субъединицей G-белка. После этого взаимодействия субъединица G-альфа обменивает GDP на GTP, становится активной и диссоциирует от субъединиц бета и гамма. Свободная альфа-субъединица затем способна активировать нижестоящие сигнальные пути (подробнее о взаимодействиях и путях).

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

  1. Аденилатциклаза: когда лиганд связывается с рецептором ADRB-1, альфа-субъединица гетеротримерного G-белка активируется, что, в свою очередь, активирует фермент аденилатциклазу . Затем аденилатциклаза катализирует превращение АТФ в циклический АМФ (цАМФ) , который активирует нижестоящие эффекторы, такие как протеинкиназа А (ПКА) .
  2. Активация цАМФ ПКА: цАМФ, вырабатываемый аденилатциклазой, активирует ПКА, которая затем фосфорилирует многочисленные нижестоящие мишени, такие как ионные каналы, другие ферменты и факторы транскрипции .
  3. Бета-аррестины: Активация рецептора ADRB-1 может привести к привлечению бета-аррестинов , которые используются для активации сигнальных путей, независимых от G-белков. Примером независимого пути является путь MAPK (митоген-активируемая протеинкиназа).
  4. Передача сигналов кальция: передача сигналов ADRB-1 также активирует семейство Gq/11 белков, которое представляет собой подсемейство гетеротримерных G-белков, которые активируют фосфолипазу C (PLC). PLC расщепляет фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP2) на вторичные мессенджеры инозитол-1,4,5-трифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG). IP3 связывается с рецепторами IP3 на эндоплазматическом ретикулуме, что затем приводит к высвобождению ионов кальция (Ca2+) в цитоплазму, что приводит к активации нижестоящих сигнальных путей.

Сводка взаимодействий

[ редактировать ]

Действия рецептора β 1 включают:

Система Эффект Салфетка
Мускулистый Увеличивает сердечный выброс Сердечная мышца
Увеличивает частоту сердечных сокращений ( хронотропный эффект) Синоатриальный узел (СА-узел) [ 9 ]
Повышает предсердий сократимость ( инотропный эффект) Сердечная мышца
Повышает сократимость и автоматизм. Желудочковая сердечная мышца [ 9 ]
Повышает проводимость и автоматизм. Атриовентрикулярный узел (АВ-узел) [ 9 ]
Релаксация Стенка мочевого пузыря [ 10 ]
Экзокринный Высвобождает ренин Юкстагломерулярные клетки . [ 9 ]
Стимулирует вязкие амилазой. выделения, наполненные

Слюнные железы [ 11 ]

Другой Липолиз Жировая ткань [ 9 ]

Рецептор также присутствует в коре головного мозга .

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

  1. Регуляция периферических часов и синхронизация центральных циркадных часов. Супрахиазматическое ядро ​​(SCN) получает световую информацию от глаз и синхронизирует периферические часы с центральными циркадными часами посредством высвобождения различных нейропептидов и гормонов. [ 12 ] Рецепторы ADRB-1 могут играть роль в модуляции высвобождения нейропептидов, таких как вазоактивный интестинальный пептид (VIP) и аргинин-вазопрессин (AVP) из SCN, которые затем могут синхронизировать периферические часы.
  2. Регуляция метаболизма глюкозы. Известно, что регуляция метаболизма глюкозы связана с передачей сигналов рецептора ADRB-1. [ 13 ] Путь передачи сигнала, который активируется через рецептор ADRB-1, может регулировать экспрессию часовых генов и транспортеров глюкозы . Нарушение регуляции передачи сигналов рецептора ADRB-1 связано с метаболическими расстройствами, такими как диабет и ожирение.
  3. Рецептор ADRB-1 и ритмический контроль иммунитета. Циркадные колебания сигналов катехоламинов влияют на различные клеточные мишени, которые экспрессируют адренергические рецепторы, включая иммунные клетки. [ 12 ] Адренергическая система регулирует ряд физиологических функций, которые осуществляются за счет продукции катехоламинов . Обнаружено, что у людей низкий уровень циркулирующих катехоламинов в ночное время и высокий в течение дня, в то время как у грызунов наблюдается противоположная картина. Исследования, демонстрирующие закономерности уровней норадреналина, указывают на отсутствие циркадной ритмичности. Однако ритмы циркуляции адреналина, по-видимому, являются циркадными и регулируются осью HPA :
    1. Циклические изменения сигналов HPA, вероятно, важны для управления суточными колебаниями адреналина.
    2. Наиболее хорошо изученным способом, с помощью которого адренергические сигналы оказывают циркадный контроль над иммунитетом, является регуляция клеточного трафика. Изменение количества лейкоцитов, по-видимому, связано с адренергической функцией.
  4. Сердечный ритм и сердечная недостаточность. Сигнальный путь β-AR служит основным компонентом интерфейса между симпатической нервной системой и сердечно-сосудистой системой . [ 14 ] Нарушение регуляции пути β-AR вовлечено в патогенез сердечной недостаточности. Было обнаружено, что определенные изменения в передаче сигналов β-AR приводят к снижению уровня β1-AR почти на 50%, в то время как уровни β2-AR остаются постоянными. Другие внутриклеточные изменения включают значительное и резкое повышение уровня GαI и повышение активности βARK1. Эти изменения предполагают резкое снижение передачи сигналов β-AR, вероятно, из-за устойчивого повышенного уровня катехоламинов.

Механизм в кардиомиоцитах

[ редактировать ]

G s оказывает свое воздействие двумя путями. Во-первых, он напрямую открывает кальциевые каналы L-типа (LTCC) в плазматической мембране. Во-вторых, он активирует аденилатциклазу , что приводит к увеличению цАМФ , активируя протеинкиназу А (PKA), которая, в свою очередь, фосфорилирует несколько мишеней, таких как фосфоламбан , LTCC, тропонин I (TnI) и калиевые каналы . Фосфорилирование фосфоламбана деактивирует его собственную функцию, которая обычно ингибирует SERCA в саркоплазматическом ретикулуме (SR) в кардиальных миоцитах. Благодаря этому больше кальция поступает в СР и, следовательно, доступно для следующего сокращения. Фосфорилирование LTCC увеличивает вероятность его открытия и, следовательно, позволяет большему количеству кальция проникать в миоцит при деполяризации клетки. Оба этих механизма увеличивают количество доступного кальция для сокращения и, следовательно, увеличивают инотропию . И наоборот, фосфорилирование TnI приводит к облегчению диссоциации кальция от тропонина C (TnC), что ускоряет мышечную релаксацию (положительная лузитропия ). Фосфорилирование калиевых каналов увеличивает вероятность их открытия, что приводит к более коротким рефрактерный период (поскольку клетка быстрее реполяризуется), а также увеличивает лузитропию . Более того, в узловых клетках, таких как узел SA, цАМФ напрямую связывается с каналами HCN и открывает их , увеличивая вероятность их открытия, что увеличивает хронотропию . [ 6 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Семейный естественный короткий сон (FNSS)

[ редактировать ]

Редкая мутация, которая заменяет цитозин на тимин в кодирующей последовательности ADRB-1, приводит к переключению белка на валин с аланина в положении аминокислоты 187 (A187) и приводит к поведенческому признаку FNSS , при котором носители мутации естественным образом просыпаются только после Сон от 4 до 6,5 часов. Белок ADRB-1 участвует в сигнальном пути, опосредованном циклическим аденозинмонофосфатом (цАМФ) , чем белок дикого типа, при таком же лечении изопротеренолом , неселективным агонистом , а мутированный белок ADRB1-A187V приводит к более низкой выработке цАМФ АДРБ-1. [ 15 ] Также было обнаружено, что мутировавший белок менее стабилен, скорее всего, из-за посттрансляционных модификаций , как показано в эксперименте по нокину ADRB1, где мутировавший ген ADRB-1 заменяет дикий тип технологией CRISPR , и уровень белка снижается, в то время как уровень белка снижается. уровень мРНК остается высоким. [ 15 ]

У мышей с гетерозиготной мутацией ADRB1-A187V наблюдается увеличение времени активности и более короткие интервалы сна с быстрым движением глаз (REM) и медленного сна , что позволяет предположить, что мутация вызывает короткий сон. В другом эксперименте мутация ADRB1-A187V восстановила быстрый сон у тау-мышей (PS19) и уменьшила накопление тау , которое может способствовать повреждению и гибели клеток головного мозга, в голубом пятне (LC) мышей PS19. [ 16 ] Кроме того, высокий уровень экспрессии белка ADRB-1 наблюдается в дорсальном мосту (DP), называемом нейронами ADRB1+. Показано, что активность этих нейронов ADRB1+ при ДП тесно связана с поведением сна-бодрствования и изменяется мутацией ADRB1-A187V. Нейроны ADRB1+ могут быть тормозными или возбуждающими. В мозге мутантных мышей процент нейронов ADRB1+, которые могут ингибироваться агонистами, значительно снижается, в то время как процент нейронов, которые могут возбуждаться агонистами, остается относительно неизменным. [ 15 ] Таким образом, предполагается, что белок ADRB-1 обладает ингибирующей и возбуждающей функцией, причем ингибирующая функция более чувствительна к снижению уровня белка, а возбуждающая функция менее чувствительна. Хотя мутация ADRB1-A187V приводит к снижению уровня белка, как обсуждалось выше, в целом ингибируется меньше нейронов ADRB1+, что соответствует более высокой общей активности нейронов DP ADRB1+, наблюдаемой у мутантных мышей. В совокупности эти результаты указывают на то, что высокие уровни активности в нейронах ADRB1+ приводят к более короткому сну или FNSS .

Полиморфизмы в ADRB-1

[ редактировать ]

Одним из однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) в ADRB-1 является замена цитозина на гуанин , что приводит к переключению белка с аргинина (389R) на глицин (389G) в положении кодона 389. Аргинин в кодоне 389 хорошо сохраняется у разных видов, и эта мутация происходит в G-белковосвязывающем домене ADRB-1, одной из ключевых функций белка ADRB-1, поэтому она, вероятно, приведет к функциональным различиям. Фактически, этот SNP снижает эффективность и аффинность связывания рецептора, стимулируемого агонистом. [ 17 ]

Другой распространенный SNP встречается в положении кодона 49 с заменой серина (49S) на глицин (49G) в N-концевой последовательности ADRB-1. Показано, что вариант 49S более устойчив к понижающей регуляции, стимулируемой агонистами, и к коротким интервалам воздействия агонистов. Рецептор варианта 49G экспрессируется всегда, что приводит к высокой активности связывания с аденилатциклазой и повышенной чувствительности к агонистам. [ 17 ]

Оба этих SNP имеют относительно высокую частоту среди населения и, как полагают, влияют на функции сердца. Лица, гомозиготные по аллели 389R, с большей вероятностью будут иметь более высокое кровяное давление и частоту сердечных сокращений, чем те, у кого есть одна или две копии аллели 389G. Кроме того, у пациентов с заболеваниями сердца, у которых замена глицина на серин в кодоне 49 (49S > G), наблюдается улучшение сердечных функций и снижение уровня смертности. [ 18 ] Также изучаются сердечно-сосудистые реакции, вызванные этим полиморфизмом, у здоровой популяции. Здоровые люди с глицином в кодоне 49 демонстрируют лучшие сердечно-сосудистые функции в состоянии покоя и реакцию на максимальную частоту сердечных сокращений во время тренировки, что очевидно для кардиопротекции, связанной с этим полиморфизмом. [ 18 ]

Фармацевтические вмешательства

[ редактировать ]

Поскольку ADRB-1 играет столь важную роль в поддержании гомеостаза артериального давления и сердечного выброса, многие лекарства лечат эти состояния, либо усиливая, либо ингибируя функции ADRB-1. Добутамин является одним из адренергических препаратов и агонистов, избирательно связывающихся с ADRB-1, и часто используется при лечении кардиогенного шока и сердечной недостаточности . [ 19 ] Также важно отметить использование запрещенных препаратов для лечения ADRB-1, поскольку кокаин , бета-блокаторы или другие симпатические стимуляторы могут вызвать неотложную медицинскую помощь.

Агонисты

[ редактировать ]

Агонисты ADRB-1 имитируют или инициируют физиологический ответ при связывании с рецептором. Изопреналин имеет более высокое сродство к β1 , чем адреналин , который, в свою очередь, связывается с более высоким сродством, чем норадреналин в физиологических концентрациях. Поскольку ADRB-1 увеличивает сердечный выброс, селективные агонисты клинически действуют как потенциальные средства лечения сердечной недостаточности. Селективные агонисты рецептора бета-1:

  • Денопамин используется при лечении стенокардии и потенциально может применяться для лечения застойной сердечной недостаточности и отека легких.
  • Добутамин [ 11 ] (при кардиогенном шоке ) является бета-1-агонистом, который лечит сердечную декомпенсацию.
  • Ксамотерол [ 11 ] ( сердечный стимулятор ) действует как частичный агонист, улучшающий функцию сердца в исследованиях с сердечной недостаточностью. Ксамотерол играет роль в модуляции симпатической нервной системы, но не оказывает агонистического действия на бета-2-адренорецепторы.
  • Изопротеренол является неселективным агонистом, который усиливает действие таких веществ, как адреналин и норадреналин, повышая сократимость сердца.

Антагонисты

[ редактировать ]

Антагонисты ADRB-1 представляют собой класс препаратов, также называемых бета-блокаторами. Селективные β1-антагонисты используются для контроля аномального сердечного ритма и блокирования действия таких веществ, как адреналин, на нейроны, что позволяет крови течь легче, что снижает кровяное давление и сердечный выброс. Они также могут уменьшать сосудистые опухоли. Некоторые примеры бета-блокаторов включают в себя:

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000043591 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000035283 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ «Адренорецептор бета 1 ADRB1 [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI» .
  6. ^ Перейти обратно: а б Бор В.Ф., Булпаеп Э.Л. (2012). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход (Обновленное второе изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс/Эльзевир. ISBN  978-1-4377-1753-2 . OCLC   756281854 .
  7. ^ Розенбаум Д.М., Расмуссен С.Г., Кобилка Б.К. (май 2009 г.). «Структура и функции рецепторов, связанных с G-белком» . Природа . 459 (7245): 356–363. Бибкод : 2009Natur.459..356R . дои : 10.1038/nature08144 . ПМЦ   3967846 . ПМИД   19458711 .
  8. ^ Нестлер Э.Дж., Думан Р.С. (1999). «Гетеротримерные G-белки» . Основная нейрохимия: молекулярные, клеточные и медицинские аспекты (6-е изд.).
  9. ^ Перейти обратно: а б с д и Фитцпатрик Д., Первс Д., Августин Дж. (2004). «Таблица 20:2». Нейронаука (Третье изд.). Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. ISBN  978-0-87893-725-7 .
  10. ^ Моро С., Таджури Л., Чесс-Уильямс Р. (январь 2013 г.). «Функция и экспрессия адренорецепторов в уротелии и собственной пластинке мочевого пузыря». Урология . 81 (1): 211.e1–211.e7. дои : 10.1016/j.urology.2012.09.011 . ПМИД   23200975 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и Ранг, HP (2003). Фармакология . Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN  978-0-443-07145-4 . Страница 163
  12. ^ Перейти обратно: а б Лич С., Сузуки К. (2020). «Адренергическая передача сигналов в циркадном контроле иммунитета» . Границы в иммунологии . 11 : 1235. дои : 10.3389/fimmu.2020.01235 . ПМЦ   7344327 . ПМИД   32714319 .
  13. ^ Йованович А., Сюй Б., Чжу С., Рен Д., Ван Х., Краузе-Хаух М. и др. (июнь 2023 г.). «Характеристика адренергической регуляции 4-опосредованного поглощения и метаболизма глюкозы транспортером глюкозы в сердце» . JACC. Основы трансляционной науки . 8 (6): 638–655. дои : 10.1016/j.jacbts.2022.11.008 . ПМЦ   10322917 . ПМИД   37426525 .
  14. ^ Мадаманчи А (июль 2007 г.). «Передача сигналов бета-адренергических рецепторов при сердечной функции и сердечной недостаточности» . Медицинский журнал Макгилла . 10 (2): 99–104. ПМЦ   2323471 . ПМИД   18523538 .
  15. ^ Перейти обратно: а б с Ши Г., Син Л., Ву Д., Бхаттачарья Б.Дж., Джонс С.Р., МакМахон Т. и др. (сентябрь 2019 г.). «Редкая мутация β 1 -адренергического рецептора влияет на поведение сна/бодрствования» . Нейрон . 103 (6): 1044–1055.e7. дои : 10.1016/j.neuron.2019.07.026 . ПМК   6763376 . ПМИД   31473062 .
  16. ^ Донг Кью, Птачек Л.Дж., Фу Ю.Х. (апрель 2023 г.). «Мутантный β1 - адренергический рецептор улучшает быстрый сон и улучшает накопление тау на мышиной модели таупатии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 120 (15): e2221686120. Бибкод : 2023PNAS..12021686D . дои : 10.1073/pnas.2221686120 . ПМЦ   10104526 . ПМИД   37014857 . S2CID   257922859 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Сэндилэндс А.Дж., О'Шонесси К.М. (сентябрь 2005 г.). «Функциональное значение генетических вариаций бета-адренорецептора» . Британский журнал клинической фармакологии . 60 (3): 235–243. дои : 10.1111/j.1365-2125.2005.02438.x . ПМЦ   1884766 . ПМИД   16120061 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Келли Э.Ф., Снайдер Э.М., Джонсон Б.Д. (декабрь 2018 г.). «Влияние генотипа бета-1-адренергического рецептора на реакцию сердечно-сосудистой системы на физические упражнения у здоровых людей» . Кардиологические исследования . 9 (6): 343–349. дои : 10.14740/cr785 . ПМК   6306116 . ПМИД   30627284 .
  19. ^ Фарзам К., Кидрон А., Лахкар А.Д. (2023). «Адренергические препараты» . СтатПерлс . Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД   30480963 . Проверено 26 апреля 2023 г.
  20. ^ Американское общество фармацевтов систем здравоохранения, Inc. (01 января 2005 г.). «Бисопролол» . Информация о лекарствах MedlinePlus . Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения. Архивировано из оригинала 20 мая 2008 г. Проверено 6 июня 2008 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b06a8c2c9ed24b0eff8e270179cce7ba__1721684880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b0/ba/b06a8c2c9ed24b0eff8e270179cce7ba.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.)