az Európai Unió új társadalmi kihívásainak
a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen
Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
EXTRACELLULÁRIS RECEPTOROK
IONCSATORNA RECEPTOROK
Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel
A sejtfelszíni receptorok jelátvitelének sémája
Ligand Receptor
Intracelluláris jel
Gén expresszió
Biológiai válasz
Receptorok családjai
• Extracelluláris: hidrofil ligandok pl. peptid, fehérje hormonok – Ioncsatorna receptorok
– 7-transzmembrán-receptorok (7TM)
– Katalitikus receptorok: intrinszik enzimaktivitás
– Nem-katalitikus receptorok : citoplazmatikus tirozin kinázokat használnak
• Intracelluláris: lipofil hormonok pl. szteroidok, tiroxin
Az extracelluláris receptorok fajtái
ENZIM-KÖTÖTT RECEPTOROK G-FEHÉRJE KAPCSOLT RECEPTOROK
GDP b g a
GTP b g a
b g
Enzim Enzim Enzim
GTP a Jelátviteli molekula
G-fehérje Aktivált G-fehérje Aktivált enzim
Jelátviteli molekula dimerje
Inaktív katalitikus
domén
Enzim Aktív katalitikus
domén
Jelátviteli molekula
Aktivált enzim ION-CSATORNA KÖTÖTT RECEPTOROK
Ionok
Jelátviteli molekula
Citoplazma Plazma membrán
Receptorok
Ionotróp
(ioncsatorna kötött)
Receptorok
Metabotróp
(másodlagos messengereket használ)
GABAA, GABAC, iGlu Glicin,
Szerotonin, Acetiklolin nikotin
receptora, P2X
GABAB, mGlu, Adrenalin, Noradrenalin, Glukagon, FSH, LH,
TSH, ADH, Parathormon, Növekedési faktorok,
Citokinek
Több receptor, amelyek ugyanazt a
másodlagos messenger rendszert használják
Glukagon Szekretin Adrenalin
ACTH LH FSH
Adenilát cikláz
ATP cAMP
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 juxtaglomeruláris apparátusán
Proteináz aktivált receptorok Trombin és tripszin receptorok
A ligandok funkcionális csoportjai
Inaktív állapot Aktív állapot
R r
R
r r R
Inverz agonista Agonista
Parciális agonista és antagonista
ioncsatornák)
Ionok
Ligand
Citoplazma
Plazma membrán
Ligand-függő ioncsatorna
Ioncsatorna receptorok
• Cys-hurok receptorok: pentamer szerkezet, 4 transzmembrán (TM) régió/alegység
– pl. Acetilkolin (Ach) nikotin receptor – Na+- csatorna
– pl. GABAA, GABAC, Glicin – Cl--csatornák (gátló szerep a központi idegrendszerben)
• Glutamát-aktiválta kation csatornák: serkentő szerep a központi idegrendszerben, tetramer szerkezet, 3 TM régió/alegység
– pl. iGlu
• ATP-függő csatornák: 3 homológ alegység, 2 TM régió/alegység
– pl. P2X purinreceptor
Acetilkolin nikotin receptora
Felülnézet
Elölnézet
Acetilkolin nikotin receptora
• 5 alegység formálja a pórust: 2a, b, g, d
• Megnyílás: a 2a alegység konformációja változik
• Deszenzitizáció: a nyitott konformációban a b, g, d
alegységeket a protein kináz A és C foszforilálja
A neuromuszkuláris junkció
Motoeuron axonja
Terminális gomb
Axonvégződés
Feszültség-függő Na+ csatorna
Acetilkolin
Izomrost Na+
Ca2+
Feszültség-függő Ca2+ csatorna
Acetilkolin-észteráz
Acetilkolint tartalmazó vezikulum
K+ Neurotranszmitter-függő
csatorna
Motoros végződés
1
2
3
4 5 6
7
~4x107 Acetilkolin nikotinreceptor/végződés
Elektromos szervek állatokban
• TengeriTorpedo rája
• Édesvizi elektromos Electrophorus angolna
• 2x10
11acetilkolin nikotin receptor/végződés!
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
Acetilkolin-észteráz (AchE)
• Az acetilkolin gyors eltávolítása a szinaptikus résből
• Acetilkolin → kolin+acetil
• Reverzibilis gátlók: terápiás használat (miaszténia, glaukóma, Alzheimer-kór)
• Irreverzibilis gátlók: vegyi fegyverek és peszticidek pl.
szerves foszfátok
Acetilkolin
Acetilkolin-észteráz
