Рецептор нейромедиатора

Рецептор нейромедиатора (также известный как нейрорецептор ) представляет собой мембранный рецепторный белок. ^[1] который активируется нейромедиатором . ^[2] Химические вещества снаружи клетки, такие как нейромедиаторы, могут столкнуться с клеточной мембраной, в которой есть рецепторы. Если нейромедиатор сталкивается с соответствующим рецептором, они связываются и могут вызвать другие события внутри клетки. Таким образом, мембранный рецептор является частью молекулярного механизма, который позволяет клеткам взаимодействовать друг с другом. Рецептор нейромедиатора — это класс рецепторов, который специфически связывается с нейротрансмиттерами, а не с другими молекулами.

В постсинаптических клетках рецепторы нейромедиаторов получают сигналы, которые запускают электрический сигнал, регулируя активность ионных каналов . Приток ионов через ионные каналы, открытые за счет связывания нейротрансмиттеров со специфическими рецепторами, может изменить мембранный потенциал нейрона. Это может привести к образованию сигнала, который проходит вдоль аксона (см. потенциал действия ) и передается через синапс к другому нейрону и, возможно, к нейронной сети . ^[1] На пресинаптических клетках имеются рецепторы, известные как ауторецепторы , которые специфичны для нейротрансмиттеров, выделяемых этой клеткой, которые обеспечивают обратную связь и опосредуют избыточное высвобождение из нее нейромедиаторов. ^[3]

Существует два основных типа рецепторов нейромедиаторов: ионотропные и метаботропные . Ионотропность означает, что ионы могут проходить через рецептор, тогда как метаботропность означает, что второй мессенджер внутри клетки передает сообщение (т.е. метаботропные рецепторы не имеют каналов). Существует несколько типов метаботропных рецепторов, включая рецепторы, связанные с G-белком . ^[2]^[4] Ионотропные рецепторы также называются лиганд-управляемыми ионными каналами , и они могут активироваться нейротрансмиттерами ( лигандами ), такими как глутамат и ГАМК , которые затем пропускают определенные ионы через мембрану. Ионы натрия (которые, например, могут пройти через рецептор глутамата ) возбуждают постсинаптическую клетку, тогда как ионы хлорида (которые, например, могут пройти через рецептор ГАМК) ингибируют постсинаптическую клетку. Торможение снижает вероятность возникновения потенциала действия , а возбуждение увеличивает вероятность. И наоборот, рецепторы, связанные с G-белком, не являются ни возбуждающими, ни тормозящими. Скорее, они могут выполнять широкий спектр функций, таких как модуляция действия возбуждающих и ингибирующих ионных каналов или запуск сигнального каскада, который высвобождает кальций из запасов внутри клетки. ^[2] Большинство рецепторов нейромедиаторов связаны с G-белком. ^[1]

Локализация

Рецепторы нейромедиаторов (НТ) расположены на поверхности нейронов и глиальных клеток . В синапсе один нейрон отправляет сообщения другому нейрону через нейротрансмиттеры. Следовательно, постсинаптический нейрон, получающий сообщение, группирует NT-рецепторы в этом конкретном месте своей мембраны. NT-рецепторы могут быть вставлены в любую область мембраны нейрона, например в дендриты, аксоны и тело клетки. ^[5] Рецепторы могут быть расположены в разных частях тела и действовать как ингибиторы или как возбуждающие рецепторы для определенного нейромедиатора. ^[6] Примером этого являются рецепторы нейромедиатора ацетилхолина (АХ): один рецептор расположен в нервно-мышечном соединении скелетных мышц и облегчает сокращение мышц (возбуждение), а другой рецептор расположен в сердце и замедляет частоту сердечных сокращений (тормозящий). ) ^[6]

Ионотропные рецепторы: ионные каналы, управляемые нейротрансмиттерами.

Лиганд-управляемые ионные каналы ( LGIC ) представляют собой один тип ионотропных рецепторов или рецепторов, связанных с каналами . Они представляют собой группу трансмембранных ионных каналов , которые открываются или закрываются в ответ на связывание химического мессенджера (т. е. лиганда ). ^[7] например, нейромедиатор . ^[8]

Сайт связывания эндогенных лигандов белковых комплексов LGICs 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, характерная для лиганд-управляемых ионных каналов, противопоставляется опосредованной функции метаботропных рецепторов , использующих вторичные мессенджеры . LGIC также отличаются от потенциалзависимых 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 клеточной мембраны ). ^[8]^[9]

Метаботропные рецепторы: рецепторы, связанные с G-белком.

Рецепторы, связанные с G-белком ( GPCR ), также известные как рецепторы с семью трансмембранными доменами , рецепторы 7TM , гептаспиральные рецепторы , серпентиновые рецепторы и рецепторы, связанные с G-белком ( GPLR ), составляют большое белковое семейство трансмембранных рецепторов , которые воспринимают молекулы вне клетку и активируют внутренние пути передачи сигнала и, в конечном счете, клеточные реакции. Рецепторы, связанные с G-белком, обнаружены только у эукариот , включая дрожжи, хоанофлагелляты , ^[10] и животные. Лиганды , которые связывают и активируют эти рецепторы , включают светочувствительные соединения, запахи , феромоны , гормоны и нейротрансмиттеры и различаются по размеру: от небольших молекул до пептидов и крупных белков . Рецепторы, связанные с G-белком, участвуют во многих заболеваниях, а также являются мишенью примерно 30% всех современных лекарственных препаратов. ^[11]^[12]

Существует два основных пути передачи сигнала с участием рецепторов, связанных с G-белком: сигнальный путь цАМФ и сигнальный путь фосфатидилинозитола . ^[13] 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 , обменивая связанный GDP на GTP . Субъединица α G-белка вместе со связанным GTP может затем диссоциировать от субъединиц β и γ для дальнейшего воздействия на внутриклеточные сигнальные белки или целевые функциональные белки, непосредственно в зависимости от типа субъединицы α ( G _αs , G _αi/o , G _{αq /11} , G _α12/13 ). ^[14]^: 1160

Десенсибилизация и концентрация нейромедиаторов

Рецепторы нейромедиаторов подвержены лиганд-индуцированной десенсибилизации: то есть они могут перестать реагировать на длительное воздействие нейромедиатора. Рецепторы нейромедиаторов присутствуют как на постсинаптических нейронах , так и на пресинаптических нейронах, причем первые используются для приема нейромедиаторов , а вторые - с целью предотвращения дальнейшего высвобождения данного нейромедиатора. ^[15] Рецепторы нейромедиаторов обнаружены не только в нейронных клетках, но и в различных иммунных и мышечных тканях. Многие рецепторы нейромедиаторов классифицируются как серпентиновые рецепторы или рецепторы, связанные с G-белком, поскольку они охватывают клеточную мембрану не один, а семь раз. Известно, что рецепторы нейромедиаторов перестают реагировать на тип нейромедиатора, который они получают, при воздействии в течение длительных периодов времени. Это явление известно как лиганд-индуцированная десенсибилизация. ^[15] или понижение регулирования .

Примеры рецепторов нейромедиаторов

Ниже приведены некоторые основные классы рецепторов нейромедиаторов: ^[16]

Адренергические : α _1A , α _1b , α _1c , α _1d , α _, 2a _2b α _{, α 2c} , α _2d , β ₁ , β ₂ , β ₃
Холинергические :
- Мускариновые : М1, М2, М3, М4, М5.
- Никотиновые : мышечные, нейрональные (нечувствительные к альфа-бунгаротоксину), нейрональные (чувствительные к альфа-бунгаротоксину).
Дофаминергические : Д1 , Д2 , Д3 , Д4 , Д5 _.
ГАМКергические : ГАМК _А , ГАМК _В1а , ГАМК _В1δ , ГАМК _В2 , ГАМК _С.
Глутаматергические : NMDA , AMPA , каинат , mGluR ₁ , mGluR ₂ , mGluR ₃ , mGluR ₄ , mGluR ₅ , mGluR ₆ , mGluR _7.
Глицинергический : глицин
Гистаминергические : H1 _, H2 _, H3 _.
Опиоидергические : μ , d1 _. , d2 _и д т.
Серотонинергические : 5-HT _1A , 5-HT _1B , 5-HT _1E , 1D, 5-HT ₅ - HT _1F , 5-HT _2A , 5-HT _2B , 5-HT _2C , 5-HT ₃ , 5-HT. ₄ , 5-НТ ₅ , 5-НТ ₆ , 5-НТ ₇

См. также

Примечания и ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Левитан, Ирвин Б.; Леонард К. Качмарек (2002). Нейрон (Третья стр. 285 изд.). Издательство Оксфордского университета.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Неврологический контроль – Нейромедиаторы» . Мозговой исследователь. 20 декабря 2011 г. Проверено 4 ноября 2012 г.
^ «Рецепторы, транспортеры и ионные каналы нейротрансмиттеров» . www.rndsystems.com.
^ «3. Нейромедиаторные постсинаптические рецепторы» . Веб-сайт williams.edu . Проверено 4 ноября 2012 г.
^ Ф., Медведь, Марк (2007). Нейронаука: исследование мозга . Коннорс, Барри В., Парадизо, Майкл А. (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 106 . ISBN 9780781760034 . OCLC 62509134 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Перейти обратно: ^а ^б Гольдман, Б. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали связей мозга. В медицинском новостном центре 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 .
^ «лиганд-зависимый канал» в Медицинском словаре Дорланда
^ Перейти обратно: ^а ^б Первс, Дейл, Джордж Дж. Августин, Дэвид Фицпатрик, Уильям К. Холл, Энтони-Сэмюэл ЛаМантиа, Джеймс О. Макнамара и Леонард Э. Уайт (2008). Нейронаука. 4-е изд . Синауэр Ассошиэйтс. стр. 156–7. ISBN 978-0-87893-697-7 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Коннолли CN, Wafford KA (2004). «Суперсемейство лиганд-управляемых ионных каналов Cys-петли: влияние структуры рецептора на функцию». Биохим. Соц. Транс . 32 (Часть 3): 529–34. дои : 10.1042/BST0320529 . ПМИД 15157178 . S2CID 9115777 .
^ Кинг Н., Хиттингер К.Т., Кэрролл С.Б. (2003). «Эволюция семейств ключевых клеточных сигнальных белков и белков адгезии предшествует животному происхождению». Наука . 301 (5631): 361–3. Бибкод : 2003Sci...301..361K . дои : 10.1126/science.1083853 . ПМИД 12869759 . S2CID 9708224 .
^ Филмор, Дэвид (2004). «Это мир GPCR» . Современное открытие лекарств . 2004 (ноябрь): 24–28.
^ Оверингтон Дж. П., Аль-Лазикани Б., Хопкинс А. Л. (декабрь 2006 г.). «Сколько существует целей по борьбе с наркотиками?». Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. дои : 10.1038/nrd2199 . ПМИД 17139284 . S2CID 11979420 .
^ Гилман А.Г. (1987). «G-белки: преобразователи сигналов, генерируемых рецепторами». Ежегодный обзор биохимии . 56 : 615–649. дои : 10.1146/annurev.bi.56.070187.003151 . ПМИД 3113327 . S2CID 33992382 .
^ Веттшурек Н., Офферманнс С. (октябрь 2005 г.). «G-белки млекопитающих и их функции, специфичные для типов клеток». Физиол. Преподобный . 85 (4): 1159–204. doi : 10.1152/physrev.00003.2005 . ПМИД 16183910 . S2CID 24270725 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Страница медицинской биохимии» . Веб-сайт indstate.edu. Архивировано из оригинала 10 января 2019 г. Проверено 4 ноября 2012 г.
^ ред. Кебабейн, Дж. В. и Ноймайер, Дж. Л. (1994). «Справочник RBI по классификации рецепторов»

Внешние ссылки

[Levitan_2002-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Левитан, Ирвин Б.; Леонард К. Качмарек (2002). Нейрон (Третья стр. 285 изд.). Издательство Оксфордского университета.

[brainexplorer.org-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Неврологический контроль – Нейромедиаторы» . Мозговой исследователь. 20 декабря 2011 г. Проверено 4 ноября 2012 г.

[3] «Рецепторы, транспортеры и ионные каналы нейротрансмиттеров» . www.rndsystems.com.

[4] «3. Нейромедиаторные постсинаптические рецепторы» . Веб-сайт williams.edu . Проверено 4 ноября 2012 г.

[5] Ф., Медведь, Марк (2007). Нейронаука: исследование мозга . Коннорс, Барри В., Парадизо, Майкл А. (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 106 . ISBN 9780781760034 . OCLC 62509134 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[med.stanford.edu-6] Перейти обратно: ^а ^б Гольдман, Б. (17 ноября 2010 г.). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие детали связей мозга. В медицинском новостном центре 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] «лиганд-зависимый канал» в Медицинском словаре Дорланда

[Purves-8] Перейти обратно: ^а ^б Первс, Дейл, Джордж Дж. Августин, Дэвид Фицпатрик, Уильям К. Холл, Энтони-Сэмюэл ЛаМантиа, Джеймс О. Макнамара и Леонард Э. Уайт (2008). Нейронаука. 4-е изд . Синауэр Ассошиэйтс. стр. 156–7. ISBN 978-0-87893-697-7 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[pmid15157178-9] Коннолли CN, Wafford KA (2004). «Суперсемейство лиганд-управляемых ионных каналов Cys-петли: влияние структуры рецептора на функцию». Биохим. Соц. Транс . 32 (Часть 3): 529–34. дои : 10.1042/BST0320529 . ПМИД 15157178 . S2CID 9115777 .

[pmid12869759-10] Кинг Н., Хиттингер К.Т., Кэрролл С.Б. (2003). «Эволюция семейств ключевых клеточных сигнальных белков и белков адгезии предшествует животному происхождению». Наука . 301 (5631): 361–3. Бибкод : 2003Sci...301..361K . дои : 10.1126/science.1083853 . ПМИД 12869759 . S2CID 9708224 .

[11] Филмор, Дэвид (2004). «Это мир GPCR» . Современное открытие лекарств . 2004 (ноябрь): 24–28.

[pmid17139284-12] Оверингтон Дж. П., Аль-Лазикани Б., Хопкинс А. Л. (декабрь 2006 г.). «Сколько существует целей по борьбе с наркотиками?». Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. дои : 10.1038/nrd2199 . ПМИД 17139284 . S2CID 11979420 .

[Gilman_A.G._1987_615–649-13] Гилман А.Г. (1987). «G-белки: преобразователи сигналов, генерируемых рецепторами». Ежегодный обзор биохимии . 56 : 615–649. дои : 10.1146/annurev.bi.56.070187.003151 . ПМИД 3113327 . S2CID 33992382 .

[Wettschureck_2005-14] Веттшурек Н., Офферманнс С. (октябрь 2005 г.). «G-белки млекопитающих и их функции, специфичные для типов клеток». Физиол. Преподобный . 85 (4): 1159–204. doi : 10.1152/physrev.00003.2005 . ПМИД 16183910 . S2CID 24270725 .

[web.indstate-15] Перейти обратно: ^а ^б «Страница медицинской биохимии» . Веб-сайт indstate.edu. Архивировано из оригинала 10 января 2019 г. Проверено 4 ноября 2012 г.

[16] ред. Кебабейн, Дж. В. и Ноймайер, Дж. Л. (1994). «Справочник RBI по классификации рецепторов»

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]