az Európai Unió új társadalmi kihívásainak
a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen
Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
JELÁTVITEL AZ
IDEGRENDSZERBEN
az Európai Unió új társadalmi kihívásainak
a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen
Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel
Preszinaptikus neuron (axon végződés)
Posztszinaptikus neuron
Neurotranszmitter molekula
NT transzporter
Szinaptikus vezikula
Feszültség-függő nátrium csatorna
GPCR (moduláló)
Ligand-függő ioncsatorna (direkt serkentés
vagy gátlás) +
+
Szinapszis két neuron között-
neurotranszmisszió
A neurotranszmisszió mechanizmusa
• A szinaptikus vezikulumok neurotranszmittert (NT) tartalmaznak, és kibocsátják azokat, amikor a membránjuk fúzionál a külső
sejtmembránnal.
• A neurotranszmitter molekulák átjutnak a szinaptikus résen
keresztül a posztszinaptikus neuron receptoraihoz, a ligandfüggő ion csatornához (ligand-gated ion channel, LGIC) és a G-protein–
kapcsolt receptorokhoz (GPCR).
• GPCR-ok a preszinaptikus neuronok axon termináljain
megváltoztatják a feszültségfüggő ion-csatornákat (voltage-gated ion channel, VGIC) és módosítják a neurotranszmitter kiáramlást.
• Neurotransmitter transzporterek eltávolítják a neurotranszmitter molekulákat a szinaptikus résből úgy, hogy azok újra
vezikulumokba kerülhessenek.
Ionotróp
(ioncsatorna kötött)
Receptorok
Metabotróp
(másodlagos messengereket használ)
GABAA, GABAC, iGlu Glicin,
Szerotonin, Acetilkolin nikotin
receptora, P2X
GABAB, mGlu, Adrenalin, Noradrenalin, Glukagon, FSH, LH,
TSH, ADH, Parathormon, Növekedési faktorok,
Citokinek
Receptorok
Receptor-ligand interakció
Receptor tulajdonságok Ligandok
A ligand a 7 transzmembrán hélixek core régiójához kötődik
11-cisz-retinal (rodopszinban) Acetilkolin
Katekolaminok
Biogén aminok (hisztamin, szerotonin stb.) Nukleozidok és nukleotidok
Leukotriének, prosztaglandinok, prosztaciklinek, tromboxánok A rövid peptid ligandok részben a core
régióhoz és részben a külső hurokhoz kötődnek
Peptid hormonok (ACTH, glukagon, növekedési hormon) Mellékpajzsmirigy hormon, kalcitonin
A ligandok az N-terminális
szegmenshez és a külső hurokhoz kötődnek
Hipotalamuszból felszabaduló glikoprotein faktorok (TRH, GnRH)
Beindítja az N terminális szegmens kiterjedt újraszerveződését
Neurotranszmitterek metabotrop receptorai (pl. GABA és glutamát)
Ca2+-érzékelő receptorok, pl. mellékpajzsmirigy sejteken, pajzsmirigy C-sejtek (kalcitonit szekretálnak) és a vese juxtaglomerularis apparátusán
Proteináz aktivált receptorok Trombin és tripszin receptorok
Ion-csatorna receptorok
1.Cys-hurok receptorok: pentamer szerkezet, 4 transzmembrán (TM) régió/alegység
– Acetilkolin (Ach) nikotin receptora: Na
+csatorna
– GABA
A, GABA
C,Glicin : Cl
-csatorna (gátló szerep a KIR- ben)
2.Glutamát-aktivált kation csatornák: (excitatorikus a KIR- ben): tetramer szerkezet, 3 TM régió/alegység
– pl. iGlu
3.ATP-függő csatornák: 3 homológ alegység, 2 TM régió/subunit
– pl. P2X purinoreceptor
7-transzmembrán receptorok (7-TM)
• A osztály: Rodopszin-szerű
• B osztály: Szekretin család
• C osztály: Glutamát és GABA (metabotróp)
• Frizzled
• Adhéziós család
7-TM ligandok
A osztály Bosztály Cosztály Frizzled Adhéziós
Prosztaglandinok Glukagon Glutamát Wnt Kondroitin-szulfát
Tromboxán GnRH GABA Hedgehog
Szerotonin PTH Édes Íz Keserű íz
Dopamin CRH Szekretin
Hisztamin Katekolaminok Acetilkolin (M) Rodopszin Melatonin Kemokinek Bradikinin
Szomatosztatin Opioid
Vazopresszin
Az acetiklolin nikotin receptora
• 5 alegység képezi a pórust: 2a, b, g, d
• Nyitás: a 2a alegység eltávolodik
• Deszenzitizáció: nyitott konformációban a b, g, d
alegységet a Protein kináz A és C foszforilálja
Neurotranszmisszió
Ionok
GTP a
Receptor
G-fehérje aktiváció
Effektor fehérje
Intracelluláris messengerek
G-fehérje alegységek vagy intracelluláris
messengerek módosítják az ion csatornák működését Neurotranszmitter
GTP b g Citoplazma a
Plazma membrán
Neurotranszmitter
Ion csatorna
Citoplazma Plazma membrán
Acetilkolin
b a
Ionok áramlanak a póruson keresztül
Neurotranszmitter kötő hely
Intracelluláris ion koncentráció változás 5 összekapcsolódó alegység
(2xa + 3xb nAChR)
Extracelluláris
Citoplazmatikus
COOH NH2
TM 1
TM 2
TM 3
TM 4 Extracelluláris
Citoplazmatikus
Ligand kötő hely
4 hidrofób transzmembrán domén (TM1-4) nAChR egy alegysége Acetilkolin nikotin receptora (nAChR)
↑ PLCb
↑ [Ca2+]
↑ MAP kinázok
↓ M áram ↓ Feszültség-függő Ca2+-csatornák
↓ Adenilát cikláz
↑ MAP kinázok
↑ GIRK csatornák Extracelluláris
Citoplazmatikus
Acetilkolin muszkarin receptora (mAChR)
Acetilkolin
M1, M3, M5 M2, M4
TM 1
TM 3
TM 5
TM 7 TM
2 TM
4 TM
6
Gq/11 Gi/0
TM 1
TM 3
TM 5
TM 7 TM
2 TM
4 TM
6
O
N O
CH3
H3C
H3C
CH3 Acetilkolin
Adrenerg receptorok
Receptor
Gi a2
Transzmitter felszabadulás gátlása
Ca2+
Adenilát cikláz
ATP cAMP
Simaizom relaxáció Gq
a1
Simaizom összehúzódás Ca2+
Foszfolipáz C PIP2
IP3
DAG
Gs b
Szívizom összehúzódás Simaizom relaxáció
Glikogenolízis Adenilát cikláz
ATP cAMP
Adrenalin, Noradrenalin
Az idegi átvezetés gátlása
a-Bungarotoxin:
• kígyóméregben található (Bungarus multicinctus)
• Az acetilkolin nikotin receptorához kötődik és inaktiválja azt Kurare (tubokurarin):
• Dél-amerikai növényekben (Kurare-folyondár, Strychnos toxifera és Chondrodendron tomentosum)
• Bennszülöttek nyílméregként használják
• Az acetilkolin nikotin receptorán ugyanahhoz a helyhez kötődik, mint az acetilkolin, de a csatorna nem nyílik ki
• A légzőizmok bénulását okozza
• Anesztéziában izomrelaxánsként használják
• Antidotuma: acetilkolin-észteráz gátlók
