Лигандаас хамааралтай ионон суваг

Ионотроп рецептор гэж нэрлэдэг Лигандтай ион суваг (LICs, LGIC) нь Na +, K +, Ca2 +, / эсвэл Cl− зэрэг ионуудыг нэвтрүүлэх боломжийг нээдэг трансмембран ион сувгийн уургууд юм. нейротрансмиттер гэх мэт химийн элч (жишээ нь лиганд) -ийг хүлээсний хариуд мембран.

Пресинаптик нейрон өдөөгдөхөд мэдрэлийн эсийг синаптик хагаралд оруулдаг. Үүний дараа нейротрансмиттер нь постсинаптик нейрон дээр байрлах рецепторуудтай холбогддог. Хэрэв эдгээр рецепторууд нь шормос хэлбэртэй ионы сувгууд юм бол үүнтэй нийцэж буй өөрчлөлт нь ионы сувгуудыг нээдэг бөгөөд энэ нь эсийн мембран даяар ионуудын урсгалд хүргэдэг. Энэ нь эргээд дарангуйлах рецепторын хариу үйлдэл, эсвэл гиперполяризаци нь дарангуйлах хариу урвалыг depolarization буюу үр дүнд хүргэдэг.

Эдгээр рецепторын уургууд нь дор хаяж хоёр өөр домайнуудаас бүрддэг: ионы нүхийг агуулдаг трансмембран домайн ба лиганд холбох байрлалыг (харшлын холболтын газар) агуулдаг эсийн гаднах домайн. Энэхүү модульчлал нь уургийн бүтцийг (домэйн бүрийг тусад нь талсжуулах) олоход "хувааж, эзлэх" аргыг идэвхжүүлсэн. Синапс дээр байрладаг ийм рецепторуудын үүрэг бол presynaptically гаргасан нейротрансмиттерийн химийн дохиог шууд, маш хурдан постинаптик цахилгаан дохио болгон хувиргах явдал юм. Олон тооны LIC-ууд нь аллостерийн лигандууд, сувгийн хориглогчид, ионууд эсвэл мембраны потенциалуудаар нэмэлт тохируулагддаг. LICs нь хувьслын харилцаа холбоогүй гурван хэт том гэр бүлд ангилагддаг: cys-loop рецептор, ионотроп глутамат рецептор ба ATP-хаалгатай суваг.

 Cys-loop рецепторууд 
Цис-давталтын рецепторуудыг N терминал эсийн гаднах домонд байрлах хоёр цистейн үлдэгдэл хооронд үүссэн дисульфидийн бондоор үүссэн шинж чанар бүхий давталтын нэрээр нэрлэдэг. Тэдгээр нь энэхүү сульфидын бонд дутагддаг пентамерын лиганд-ион сувгийн томоохон гэр бүлийн нэг хэсэг бөгөөд иймээс "Pro-loop reseptor" гэсэн нэр юм. Нүдний гаднах N-терминалын лиганд холбогддог газар нь (1) ацетилхолин (AcCh), (2) серотонин, (3) глицин, (4) глутамат ба (5) γ-аминобутирийн хүчил (GABA) -ийн рецепторын өвөрмөц байдлыг өгдөг. ) сээр нуруутан амьтдад. Хүлээн авах ионуудын төрлийг (анион эсвэл катион), цаашлаад эндоген лиганд тодорхойлсон гэр бүлүүдэд хуваана. Тэдгээр нь ихэвчлэн трансмембраны домгийг бүрдүүлдэг 4 трансмембран мушгиа, бета хуудас бүхий сэндвичийн төрөл, эсийн гаднах, N терминал, лиганд холбох домэйнуудыг агуулсан пентамерик хэлбэртэй байдаг. Зарим нь зураг дээр үзүүлсэн шиг эсийн доторх эсийг агуулдаг.

Прототипик лигандтай ион суваг нь никотиний ацетилхолины рецептор юм. Энэ нь уургийн дэд хэсгүүдийн пентамераас (ихэвчлэн ααβγδ) бүрддэг ба ацетилхолиныг хооронд нь холбох хоёр газар байдаг (альфа дэд хэсэг бүрийн интерфэйсээр байрладаг). Ацетилхолиныг холбосон үед рецепторын тохиргоог өөрчилдөг (нүх сүвийг гадагшлуулдаг лейкиний үлдэгдлийг хөдөлгөдөг T2 спиральыг мушгих) ба ойролцоогоор 3 өнцөгт нүх сүв дэх нягтралыг 8 ангстром хүртэл өргөжүүлдэг. ион дамжин өнгөрч болно. Энэхүү нүх сүв нь Na + ионуудыг электрохимийн градиентийг эс рүү урсгах боломжийг олгодог. Хангалттай тооны суваг нэг дор нээгдсэн тохиолдолд Na + ионоор дамжуулсан эерэг цэнэгийн урсгал нь постсинаптик мембраныг идэвхгүй болгож, үйл ажиллагааны потенциал үүсгэдэг.

Бактери гэх мэт нэг эсийн организмд үйл ажиллагааны потенциал дамжих магадлал бага байх боловч LIC-д нянгийн нэгэн төрлийн генологийг тогтоосон боловч химиорецептороор ажиллана гэж таамаглажээ. Энэхүү прокариот nAChR хувилбар нь түүнийг тодорхойлсон зүйлүүдийн дараа GLIC рецептор гэж нэрлэдэг; Gloeobacter Ligand хаалгатай Ion C суваг.

 Бүтэц 
Cys-loop рецепторууд нь маш сайн хадгалагддаг бүтэцтэй элементүүд бөгөөд альфа-гелий болон 10 бета-туузыг агуулдаг том эсийн гаднах домайн (ECD) агуулдаг. ECD-ийн дараа трансмембранын дөрвөн сегмент (TMSs) нь эсийн болон эсээс гадна гогцоотой бүтцээр холбогддог. TMS 3-4 давталтаас бусад тохиолдолд тэдний урт нь зөвхөн 7-14 үлдэгдэл юм. TMS 3-4 давталт нь эсийн эсийн хамгийн том хэсгийг (ICD) бүрдүүлдэг бөгөөд эдгээр бүх гомолог рецепторуудын хооронд хамгийн их өөрчлөгдөж буй бүсийг харуулдаг. ICD нь TMS 3-4 давталтаар ионы сувгийн нүхний өмнөх TMS 1-2 давталтаар тодорхойлогддог. Кристализаци нь гэр бүлийн зарим гишүүдэд бүтцийг ил болгосон боловч талстжуулалтыг зөвшөөрөхийн тулд эсийн доторхи гогцоог ихэвчлэн прокариот цист-рецепторуудад байдаг богино холбоосоор сольсон тул тэдгээрийн бүтэц нь мэдэгддэггүй. Гэсэн хэдий ч энэхүү эсийн эсийн гогцоо нь десенсизаци, сувгийн физиологийг фармакологийн бодисоор модуляци хийх, хөрсний дараахь өөрчлөлтийг гүйцэтгэдэг. Худалдаа хийхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг сэдвүүд байдаг бөгөөд ICD нь далавчит уургуудтай харилцан үйлчлэлцдэг бөгөөд ингэснээр дарангуйлагч синапс үүсэх боломжтой болдог.

 Ионотроп глутамат рецепторууд 
Ионотроп глутамат рецепторууд нь нейротрансмиттер глутаматыг холбодог. Тэд эсээс гадна амин хүчлийн терминал домэйн (тетрамер угсрах үйл ажиллагаанд оролцдог ATD), эсийн гаднах бичил биетэн холбогч домэйн (глутаматтай холбодог LBD), трансмембран домэйн (ионы сувгийг бүрдүүлдэг TMD) -ээс бүрдэх дэд хэсэг тус бүрээр тетрамер үүсгэдэг. Дэд хэсэг бүрийн трансмембран домэйн нь гурван трансмембран мушгиа, мөн реентрент гогцоотой хагас мембраны спираль агуулдаг. Уургийн бүтэц нь ND төгсгөлд ATD-ээс эхэлдэг ба LBD-ийн эхний хагас нь TMD-ийн 1,2 ба 3-р хэсгүүдээр таслагдаж, LBD-ийн төгсгөлийн хагасыг үргэлжлүүлж, дараа нь 4-ийн гелигаар дуусна. С терминал дахь TMD. Энэ нь TMD ба эсийн гаднах домайн хооронд гурван холбоос байдаг гэсэн үг юм. Тетрамерын дэд хэсэг бүр нь LBD-ийн хоёр хэсгээс үүссэн глютаматын заавал байх ёстой газартай. Тетрамер дээрх эдгээр хоёр сайтаас зөвхөн ионы сувгийг нээх хэрэгтэй. Нүх сүв нь голчлон хагас спираль 2-ээр урвуу дараалсан калийн сувагтай төстэй байдлаар үүсдэг.

 AMПA рецептор 
Α-амин-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолепропионы хүчил рецептор (AMPA рецептор, эсвэл цисквалат рецептор гэж нэрлэдэг) нь төв мэдрэлийн хэсэгт түргэн синаптик дамжуулалтыг хийдэг глутаматад зориулагдсан ионотропик трансмембран рецептор юм. систем (CNS). Энэ нэр нь хиймэл глутамат аналог AMPA-ийг идэвхижүүлэх чадвараас үүдэлтэй юм. Байгалийн гаралтай агонистын циквалалатын дараа Уаткинс ба хамт ажиллагсдын зүгээс "рецептор рецептор" гэж нэрлэгддэг байсан бөгөөд хожим нь Копенгаген дахь Данийн хааны эмийн сургуулийн Tage Honore болон хамтран ажиллагсдын боловсруулсан сонгон агонистын дараа "AMPA рецептор" гэсэн шошготой болжээ. Байна. AMPARs нь тархины олон хэсэгт байдаг ба мэдрэлийн системд хамгийн түгээмэл тохиолддог рецепторууд юм. AMPA рецептор GluA2 (GluR2) тетрамер бол кристалдсан анхны глутамат рецептор ионы суваг байв.
Лигандууд:

 Агонистууд: Глутамат, АМПА, 5-Фторовиллардиин, Domoic хүчил, Каскалик хүчил гэх мэт.

 Антагонистууд: CNQX, Kynurenic acid, NBQX, Perampanel, Piracetam гэх мэт.

 Эерэг харшлын модуляторууд: Анирацетам, Циклотиазид, CX-516, CX-614 гэх мэт.

 Сөрөг харшлын модуляторууд: Этанол, Перампанел, Талампанел, GYKI-52,466 гэх мэт.

 НМДА рецепторууд 
N-метил-Д-аспартат рецептор (NMDA рецептор) - ионотроп глутамат рецепторын нэг төрөл нь глутамат ба хамтарсан агонист (нэгэн зэрэг D-серин эсвэл аль алинаар нь холбож гатлагдсан лиганд хаалттай ион суваг юм. глицин). NMDA рецептор нь синаптик хуванцар, санах ойг зохицуулахад оролцдог болохыг судалгаа харуулж байна.

"NMDA рецептор" гэсэн нэр нь эдгээр рецепторуудад сонгомол агонист үүрэг гүйцэтгэдэг N-metil-D-aspartate (NMDA) лигандаас гаралтай юм. NMDA рецепторыг хоёр co-agonist-ийг хооронд нь холбосноор идэвхжсэн үед катион суваг нээгдэж, Na + ба Ca2 + нь эсэд урсаж, улмаар эсийн цахилгаан потенциал нэмэгддэг. Тиймээс NMDA рецептор нь өдөөгч рецептор юм. Амрах потенциалтай үед NMDA рецепторын сувгаар дамжуулан ион урсгалын рецепторыг блоклодог ион урсгалын гаднах үүрэн хэсгүүдэд Mg2 + эсвэл Zn2 + -ийг холбодог. "Гэсэн хэдий ч нейронууд деполярчлагдсан үед, жишээлбэл, колокализацит постсинаптик AMPA рецепторыг эрчимтэй идэвхжүүлсэн тохиолдолд хүчдэлээс хамааралтай блок Mg2 + -ийг хэсэгчлэн сулруулж, идэвхжүүлсэн NMDA рецептороор дамжуулан ионы урсгалыг идэвхжүүлдэг. Үүний үр дүнд Ca2 + шилжилт нь янз бүрийн эсийн дохиоллыг өдөөж болно. каскадууд бөгөөд энэ нь янз бүрийн киназ ба фосфатазуудыг идэвхжүүлснээр мэдрэлийн үйл ажиллагааг өөрчлөх боломжтой юм. "

Лигандууд:

 Анхан шатны эндоген ко-агонистууд: глутамат ба D-серин эсвэл глицин

 Бусад агонистууд: аминоциклопропанекарбоксилын хүчил; D-циклосерин; L-аспартат; цинолинат гэх мэт.

 Хэсэгчилсэн агонистууд: N-метил-D-аспартик хүчил (NMDA); NRX-1074; 3,5-дибромо-L-фенилаланин гэх мэт.

 Антагонистууд: кетамин, PCP, дектропропоксифен, кетобемидон, трамадол, кинурений хүчил (эндоген) гэх мэт.

 GABA рецепторууд 
GABA рецепторууд нь амьтны кортекс дэхь томоохон интертеуронд илэрхийлэгддэг гол дарангуйлдаг нейротрансмиттер юм.

 ГАБA(GABAA) хүлээн авагч 
ГАБA  рецепторууд нь шөрмөсний ион суваг юм. Эдгээр рецепторуудад зориулсан эндоген шөрмөс болох GABA (гамма-аминобутирийн хүчил) нь төв мэдрэлийн систем дэх нейротрансмиттерийн гол хүчин зүйл юм. Идэвхжүүлсэн тохиолдолд энэ нь Cl- урсгалыг нейрон руу чиглүүлж, мэдрэлийн эсийг гиперполярлуулдаг. GABAA рецепторууд нь мэдрэлийн систем бүхий бүх организмд тохиолддог. Хөхтөн амьтдын мэдрэлийн системд тэдгээрийн өргөн тархалттай тул эдгээр нь бараг бүх тархины үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Янз бүрийн шөрмөс нь ClAB сувгийг идэвхжүүлж эсвэл хориглодог тул GABAA рецепторыг хооронд нь холбож өгдөг.

Лигандууд:

 Агонистууд: GABA, muscimol, прогабид, габоксадол

 Антагонист: бикикуллин, габазин

 Хэсэгчилсэн агонист: пиперидин-4-сульфон хүчил

 5-HT3 хүлээн авагч 
Пентамерийн 5-HT3 рецептор нь натри (Na), кали (K), кальци (Ca) ионуудаар нэвчдэг.

 ATP хаалгатай сувгууд 
ATP-үүдтэй суваг нь нуклеотидын ATP-ийг хүлээхтэй холбоотойгоор нээгддэг. Тэд дэд хэсгүүдэд хоёр трансмембран мушгиа, C ба N termini-ийн аль алинаар нь эсийн дотор талд байрладаг.

 PIP2-хаалгатай сувгууд 
Фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат (PIP2) нь калийн суваг (Кир) руу чиглүүлж, шууд идэвхжүүлдэг. PIP2 нь эсийн мембраны липид бөгөөд түүний хаалганы ионы суваг дахь үүрэг нь молекулын хувьд шинэ үүрэг гүйцэтгэдэг.

 Шууд бус модуляци 
Лиганджуулсан ионы сувгуудаас ялгаатай нь рецептор ба ионы суваг нь нэг молекулын оронд эсийн мембран дахь тусдаа уураг байдаг. Энэ тохиолдолд ионы сувгууд шууд дамжуулагчийн оронд шууд хүлээн авагчийн оронд рецепторыг идэвхжүүлснээр модуляцлагддаг.

 G уурагтай холбоотой рецепторууд 
Түүнчлэн G уураг хосолсон рецептор гэж нэрлэгддэг долоон трансмембран домайн рецептор, 7 ТМ рецептор нь эсийн гаднах молекулыг мэдэрч, дохионы дамжуулалтын зам, цаашлаад эсийн хариу урвал үүсгэдэг рецепторуудын том уураг үүсгэдэг. Тэд эсийн мембранаар 7 удаа дамждаг. G-уураг агуулсан рецепторууд нь хэдэн зуун гишүүнийг таних асар том гэр бүл юм. Ион сувагтай рецепторууд (жишээ нь, GABAB, NMDA, гэх мэт) нь зөвхөн тэдгээрийн нэг хэсэг юм.

 GABAB хүлээн авагч 
GABAB рецепторууд нь гамма-аминобутирийн хүчлийн метаботропик трансмембран рецепторууд юм. Тэд G-уургуудтай K + сувгуудтай холбогддог бөгөөд идэвхтэй үед тэд гиперполяржуулсан эффект үүсгэж, эсийн доторх потенциалыг бууруулдаг.

Лигандууд:

 Агонистууд: GABA, Baclofen, гамма-Hydroxybutyrate, Phenibut гэх мэт.

 Allosteric эерэг модулятор: CGP-7930, Fendiline, BSPP гэх мэт.

 Антагонистууд: 2-OH-saclofen, Saclofen, SCH-50911

 Gα дохио 
Цикл-аденозины монофосфат (cAMP) -энергитэй фермент аденилатын цикл нь Gαs ба Gαi / o замуудын аль алинд нь үр нөлөө үзүүлдэг. Хөхтөн амьтдын 10 өөр өөр генийн гаралтай бүтээгдэхүүн, тус бүр нь эд эсийн хуваарилалт ба / эсвэл үйл ажиллагааны нарийн ялгаа нь бүгд цитозолын аденозин трифосфатын (ATP) cAMP руу хөрвүүлэх үйл явцыг идэвхжүүлдэг бөгөөд бүгд Gαs ангийн G-уургууд шууд өдөөгддөг. Gαi / o төрлийн Gα дэд хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэх нь эсрэгээр нь AC-ийг cAMP үүсгэхээс сэргийлдэг. Ийнхүү Gαs-тай хослуулсан GPCR нь Gαi / o-тай холбогдсон GPCR-ийн үйлдлийг эсэргүүцдэг. Цитозолын cAMP-ийн түвшин нь янз бүрийн ионы сувгуудын идэвхийг тодорхойлж, ser / thr-ийн өвөрмөц уураг kinase A (PKA) гэр бүлийн гишүүдээс хамаарна. Үүний үр дүнд cAMP нь хоёр дахь мессенжер, PKA нь хоёрдогч эффект гэж үздэг.

Gαq / 11 замын эффект нь фосфолипаза C-β (PLCβ) бөгөөд мембранаар холбосон фосфатидилинозитолын 4,5 бифосфат (PIP2) -ийг хоёр дахь элэгний инозит (1,4,5) трисфосфат (IP3) руу чиглүүлдэг. ба диацилглицерол (DAG). IP3 нь эндоплазмын торлог бүрхэвчийн мембран дахь ER3-ийг Ca2 + гадагшлуулахаас сэргийлж, DAG нь плазмын мембраны дагуу тархдаг бөгөөд энэ нь уураг kinase C нэртэй хоёрдох сер / тр киназын локалчлагдсан хэлбэрийг идэвхжүүлж болно. PKC). Эсийн доторхи эсийн Ca2 + нэмэгдэх замаар PKC-ийн олон изоформууд идэвхждэг тул эдгээр хоёр зам нь ижил хоёрдогч эффектээр дамжуулж дохио өгөхийн тулд бие биедээ нийлж болно. Өндөр эсийн доторхи Ca2 + нь тайвалодулин гэж нэрлэгддэг уургуудыг хооронд нь холбож, бүхэлдээ идэвхижүүлдэг бөгөөд ингэснээр Ca2 + / calododulin-аас хамааралтай киназууд (CAMKs) зэрэг ферментүүдийг холбож, бүхэлдээ идэвхтэй болгодог.

Gα12 / 13-ийн замын нөлөө нь гурван RhoGEF (p115-RhoGEF, PDZ-RhoGEF, LARG) бөгөөд эдгээр нь Gα12 / 13-тэй холбогдсон үед цитозолын жижиг GTPase, Rho-ийг бүхэлд нь идэвхжүүлдэг. GTP-тэй холбогдсоны дараа Рхо нь Rho-kinase (ROCK) гэх мэт цитоскелетоны зохицуулалтыг хариуцдаг янз бүрийн уураг идэвхжүүлэх боломжтой болно. Gα12 / 13-тай хосолсон ихэнх GPCR нь бусад дэд ангиудтай хослуулдаг, ихэвчлэн Gαq / 11.

 Төстэй сэдэв 

 Receptor (biochemistry)

 Action potential

 Voltage-dependent calcium channel

 Calcium-activated potassium channel

 Cyclic nucleotide-gated ion channel

 Acid-sensing ion channel

 Ryanodine receptor

 Inositol trisphosphate receptor

 Гадаад холбооснууд 

 Ligand-Gated Ion Channel database at European Bioinformatics Institute. Verified availability April 11, 2007.



 www.esf.edu

 www.genenames.org