Рецептор нейротрансмиттера
Тип белка
Рисунок 1. Структура из семи трансмембранных α-спиралей рецептора, связанного с G-белком.

Рецептор нейротрансмиттера (также известный как нейрорецептор ) — это мембранный рецепторный белок [1] , который активируется нейротрансмиттером . [ 2] Химические вещества снаружи клетки, такие как нейротрансмиттер, могут врезаться в мембрану клетки, в которой есть рецепторы. Если нейротрансмиттер врезается в свой соответствующий рецептор, он связывается и может инициировать другие события внутри клетки. Таким образом, мембранный рецептор является частью молекулярного механизма, который позволяет клеткам общаться друг с другом. Рецептор нейротрансмиттера — это класс рецепторов, которые специфически связываются с нейротрансмиттерами, а не с другими молекулами.

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 через синапс другому нейрону и, возможно, в нейронную сеть . [1] На пресинаптических клетках есть рецепторы, известные как ауторецепторы , которые специфичны для нейротрансмиттеров, выделяемых этой клеткой, которые обеспечивают обратную связь и опосредуют избыточное выделение нейротрансмиттеров из нее. [3]

Существует два основных типа рецепторов нейротрансмиттеров: ионотропные и метаботропные . Ионотропные означает, что ионы могут проходить через рецептор, тогда как метаботропные означает, что вторичный мессенджер внутри клетки передает сообщение (т. е. метаботропные рецепторы не имеют каналов). Существует несколько видов метаботропных рецепторов, включая рецепторы, сопряженные 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, разрешены рецептором глутамата ) возбуждают постсинаптическую клетку, в то время как ионы хлора (которые, например, разрешены рецептором ГАМК) ингибируют постсинаптическую клетку. Ингибирование снижает вероятность возникновения потенциала действия , тогда как возбуждение увеличивает эту вероятность. Напротив, рецепторы, сопряженные с G-белком, не являются ни возбуждающими, ни тормозящими. Скорее, они могут иметь широкий спектр функций, таких как модуляция действия возбуждающих и тормозящих ионных каналов или запуск сигнального каскада, который высвобождает кальций из хранилищ внутри клетки. [2] Большинство рецепторов нейротрансмиттеров сопряжены с G-белком. [1]

Локализация

Рецепторы нейротрансмиттеров (NT) расположены на поверхности нейрональных и глиальных клеток . В синапсе один нейрон посылает сообщения другому нейрону через нейротрансмиттеры. Таким образом, постсинаптический нейрон, который получает сообщение, группирует рецепторы NT в этом определенном месте своей мембраны. Рецепторы NT могут быть вставлены в любую область мембраны нейрона, такую ​​как дендриты, аксоны и тело клетки. [5] Рецепторы могут быть расположены в разных частях тела, чтобы действовать как ингибитор или возбуждающий рецептор для определенного нейротрансмиттера [6] Примером этого являются рецепторы для нейротрансмиттера ацетилхолина (ACh), один рецептор расположен в нервно-мышечном соединении в скелетных мышцах, чтобы способствовать сокращению мышц (возбуждению), в то время как другой рецептор расположен в сердце, чтобы замедлить частоту сердечных сокращений (ингибиторный) [6]

Ионотропные рецепторы: ионные каналы, управляемые нейротрансмиттерами

Лиганд-управляемый ионный канал

Лиганд-управляемые ионные каналы ( LGICs ) являются одним из типов ионотропных рецепторов или канал-связанных рецепторов . Они представляют собой группу трансмембранных ионных каналов , которые открываются или закрываются в ответ на связывание химического мессенджера (т. е. лиганда ), [7] например, нейротрансмиттера . [8]

Сайт связывания эндогенных лигандов на белковых комплексах LGICs обычно расположен на 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 лиганд-управляемых ионных каналов, контрастирует с косвенной функцией метаботропных рецепторов , которые используют вторичных мессенджеров . LGICs также отличаются от потенциал-управляемых 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, сопряженные с G-белком

Рецептор мю-опиоидного G-белка с его агонистом

Рецепторы, сопряженные с G-белком ( GPCR ), также известные как рецепторы с семью трансмембранными доменами , рецепторы 7TM , гептаспиральные рецепторы , серпантинные рецепторы и рецепторы, сопряженные с G-белком ( GPLR ), представляют собой большоесемейство белков трансмембранных рецепторов , которые воспринимают молекулы вне клетки и активируют внутренние пути передачи сигнала и, в конечном итоге, клеточные ответы. Рецепторы ,сопряженные с G-белком, встречаются только у эукариот , включая дрожжи, хоанофлагелляты [10] и животных. 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, сопряженные с G-белком, участвуют во многих заболеваниях, а также являются целью примерно 30% всех современных лекарственных препаратов. [11] [12]

Существует два основных пути передачи сигнала, включающих рецепторы, сопряженные с G-белком: сигнальный путь цАМФ и сигнальный путь фосфатидилинозитола . [13] Когда лиганд связывается с GPCR, он вызывает конформационное изменение в GPCR, что позволяет ему действовать как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов (GEF). Затем GPCR может активировать связанный G-белок , обменивая свой связанный GDP на GTP . Субъединица α G-белка вместе со связанным GTP затем может диссоциировать от субъединиц β и γ для дальнейшего воздействия на внутриклеточные сигнальные белки или целевые функциональные белки напрямую в зависимости от типа субъединицы α ( G αs , G αi/o , G αq/11 , G α12/13 ). [14] : 1160 

Десенсибилизация и концентрация нейромедиаторов

Рецепторы нейротрансмиттеров подвержены десенсибилизации, вызванной лигандом: то есть они могут стать невосприимчивыми при длительном воздействии своего нейротрансмиттера. Рецепторы нейротрансмиттеров присутствуют как на постсинаптических нейронах , так и на пресинаптических нейронах, причем первые используются для получения нейротрансмиттеров , а вторые — для предотвращения дальнейшего высвобождения данного нейротрансмиттера. [15] Помимо того, что они находятся в нейронных клетках, рецепторы нейротрансмиттеров также находятся в различных иммунных и мышечных тканях. Многие рецепторы нейротрансмиттеров классифицируются как серпантинные рецепторы или рецепторы, связанные с G-белком, поскольку они охватывают клеточную мембрану не один, а семь раз. Известно, что рецепторы нейротрансмиттеров становятся невосприимчивыми к типу нейротрансмиттера, который они получают при воздействии в течение длительных периодов времени. Это явление известно как десенсибилизация, вызванная лигандом [15] или снижение регуляции .

Пример рецепторов нейротрансмиттеров

Ниже приведены некоторые основные классы рецепторов нейротрансмиттеров: [16]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ abc Левитан, Ирвин Б.; Леонард К. Качмарек (2002). Нейрон (третье изд., стр. 285). Oxford University Press.
  2. ^ abc "Неврологический контроль - Нейротрансмиттеры". Brain Explorer. 2011-12-20 . Получено 04.11.2012 .
  3. ^ «Нейротрансмиттерные рецепторы, транспортеры и ионные каналы». www.rndsystems.com.
  4. ^ "3. Постсинаптические рецепторы нейротрансмиттеров". Web.williams.edu . Получено 2012-11-04 .
  5. ^ Ф., Бир, Марк (2007). Нейронаука: исследование мозга. Коннорс, Барри В., Парадизо, Майкл А. (3-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 106. ISBN 9780781760034. OCLC  62509134.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ ab Goldman, B. (2010, 17 ноября). Новый метод визуализации, разработанный в Стэнфорде, раскрывает потрясающие подробности связей мозга. В новостном центре 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. ^ "канал, управляемый лигандом" в Медицинском словаре Дорланда
  8. ^ ab Purves, Dale, George J. Augustine, David Fitzpatrick, William C. Hall, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara и Leonard E. White (2008). Neuroscience. 4-е изд . Sinauer Associates. стр. 156–7. ISBN 978-0-87893-697-7.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Connolly CN, Wafford KA (2004). «Суперсемейство лиганд-управляемых ионных каналов Cys-loop: влияние структуры рецептора на функцию». Biochem. Soc. Trans . 32 (Pt3): 529–34. doi :10.1042/BST0320529. PMID  15157178. S2CID  9115777.
  10. ^ King N, Hittinger CT, Carroll SB (2003). «Эволюция ключевых семейств клеточных сигнальных и адгезионных белков предшествует появлению животных». Science . 301 (5631): 361–3. Bibcode :2003Sci...301..361K. doi :10.1126/science.1083853. PMID  12869759. S2CID  9708224.
  11. ^ Filmore, David (2004). «Это мир GPCR». Modern Drug Discovery . 2004 (ноябрь): 24–28.
  12. ^ Overington JP, Al-Lazikani B, Hopkins AL (декабрь 2006 г.). «Сколько существует целей для наркотиков?». Nat Rev Drug Discov . 5 (12): 993–6. doi :10.1038/nrd2199. PMID  17139284. S2CID  11979420.
  13. ^ Gilman AG (1987). «G-белки: преобразователи сигналов, генерируемых рецепторами». Annual Review of Biochemistry . 56 : 615–649. doi : 10.1146/annurev.bi.56.070187.003151. PMID  3113327. S2CID  33992382.
  14. ^ Wettschureck N, Offermanns S (октябрь 2005 г.). «G-белки млекопитающих и их специфические функции для разных типов клеток». Physiol. Rev. 85 ( 4): 1159–204. doi :10.1152/physrev.00003.2005. PMID  16183910. S2CID  24270725.
  15. ^ ab "Страница медицинской биохимии". Web.indstate.edu. Архивировано из оригинала 2019-01-10 . Получено 2012-11-04 .
  16. ^ ред. Kebabain, JW & Neumeyer, JL (1994). "RBI Handbook of Receptor Classification"
  • Исследователь мозга
  • Нейротрансмиттеры Постсинаптические рецепторы
  • Снайдер (2009) Нейротрансмиттеры, рецепторы и вторичные мессенджеры в изобилии за 40 лет. Журнал нейронауки. 29(41): 12717-12721.
  • Снайдер и Беннетт (1976) Рецепторы нейротрансмиттеров в мозге: биохимическая идентификация. Ежегодный обзор физиологии. Т. 38: 153-175
  • Нейробиология для детей: нейротрансмиттеры
  • Библиотека Конгресса США, авторитетные источники и словари: Рецепторы нейротрансмиттеров
  • Рецепторы нейротрансмиттеров, транспортеры и ионные каналы
  • Нейрорегулятор+рецептор в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Нейротрансмиттерный_рецептор&oldid=1181926091"