Allosteerinen säätelijä

Johdanto

Aineen sitoutumisherkkyyttä reseptoriin kuvaa affiniteetti. Pelkkä sitoutuminen ei riitä reseptorin aktivaatioon. Sitoutuneen aineen aktivaatiokykyä kuvaa teho. Jos teho on nolla, aine on antagonisti. Jos aine aktivoi tai inaktivoi reseptorin, se on vastaavasti agonisti tai käänteisagonisti, joista jälkimmäiset ovat agonistien alaluokka. Antagonistit estävät käänteisagonistien ja muiden agonistien vaikutuksia.
Yksinkertaisissa tapauksissa allosteeriset säätelijät eivät aktivoi tai inaktivoi sitomiaan reseptoreita, mutta ne voivat lisätä tai vähentää reseptoriin vaikuttavan agonistin affiniteettia tai tehoa. Vaikutukset voivat olla päinvastaiset eli säätelijä voi vaikkapa vähentää agonistin affiniteettia ja lisätä tehoa. Kohtaa, johon kehon luontaiset agonistit sitoutuvat, sanotaan ortosteeriseksi. Säätelijät taas sitoutuvat joihinkin toisiin kohtiin, joita sanotaan allosteerisiksi. Säätelijät välittävät vaikutuksen ortosteeriseen kohtaan muuntamalla reseptorin kolmiulotteista muotoa, ns. konformaatiota. Tämä muuntaa agonistin sitoutumispaikkaa ja siten agonistin toimintaa.
Käytännössä allosteerinen säätely voi olla monimutkaista. Säätelijä voi toimia osittaisagonistina, eikä se tarvitse vaikutuksen aikaansaantiin säätelemäänsä agonistia. Lisäksi säätely ei välttämättä vaikuta tasapuolisesti agonistien affiniteetteihin tai tehoihin. Vaikka eri agonistit sitoutuisivatkin samaan reseptoriin, säätelijä ei välttämättä vaikuta osaan niistä lainkaan.

Vuorovaikutus agonistien kanssa

Säätelijöiden aiheuttama affiniteetin kasvu lisää osittais- ja täysagonistien sitoutumista reseptoriin ja siten maksimiaktivaation saavuttamiseen tarvitaan pienempi agonistipitoisuus reseptorin lähialueella.
Tehon kasvu osittaisagonistien kohdalla lisää eritoten niiden maksiaktivaation tasoa. Täysagonistit aktivoivat reseptorin jo maksimiaktiivisuudella, joten niillä tehon kasvu lähinnä pienentää maksimiaktiivisuuteen vaadittua agonistipitoisuutta.

Lääkinnällinen merkitys

Saman ryhmän reseptorien ortosteeriset kohdat ovat hyvin samanlaisia, sillä mutaatiot tällaisessa kohdassa voivat heikentää reseptoritoimintaa ja olla siten eliölle haitallisia. Evoluutio ei siis suosi muutoksia. Allosteeriset kohdat taas ovat reseptoritoiminnan kannalta vähemmän merkittäviä, joten niissä ilmenee reseptorien välillä usein suurta rakennevaihtelua. Allosteeriseen kohtaan sitoutuvan lääkkeen vaikutus voi siksi olla hyvin spesifinen eli kohdennetumpi verrattuna ortosteerisiin lääkkeisiin. Kuitenkin samasta syystä allosteeristen lääkkeiden tehossa voi ilmetä eliölajien välillä suurempaa vaihtelua kuin ortosteeristen lääkkeiden kohdalla.
Säätelijät eivät voi täysin estää reseptorien toimintaa, sillä niiden vaikutus ilmenee vain kehon luontaisen agonistin (esim. välittäjäaineen) sitoutuessa reseptoriin. Luontaisia agonisteja muodostuu hallitusti. Siten lääkkeellisillä säätelijöillä on pienempi yliannostusvaara verrattuna ortosteerisiin lääkkeisiin. Säätelijöitä voidaan siksi periaatteessa ottaa annos, joka kyllästää reseptorit. Tämä voi mahdollistaa pitkän vaikutusajan.
Säätelijät myötäilevät kehon normaalia reseptoritoiminnan säätelyä, eivätkä kohdista reseptoreihin yhtä tasaista vaikutusta kuin agonistit. Tämä voi kohdentaa lääkevaikutusta haluttuihin kudoksiin ja ehkä vähentää sivuvaikutuksia.