Ionotropní receptor
Author
Albert Floresbuněčnou membránu. Ionotropní (nebo ligandem řízený iontový) kanál (angl. LGIC-Ligand-gated ion channel) je transmembránový iontový kanál ve formě proteinu, který se otevře pro ionty Na+, K+, Ca2+, a/nebo Cl− a ty mohou projít přes membránu v reakci na předchozí vazbu chemického posla (ligandu), převážně neurotransmiteru.
Po excitaci presynaptického neuronu se uvolňuje neurotransmiter z vezikul do synaptické štěrbiny. Neurotransmiter se pak váže na receptory nacházející se na membráně postsynaptického neuronu. +more, což způsobí konformační změnu a iontové kanály se otevřou a dochází k toku iontů přes buněčné membrány. Výsledkem je podle směru toku depolarizace, pro excitační odpověď, nebo hyperpolarizace pro inhibiční odpověd.
Tyto proteiny jsou obvykle složeny z alespoň dvou různých transmembránových domén s iontovým kanálem a extracelulární doménu s alosterickým vazebným místem pro navázání ligandu. Funkce těchto receptorů se uplatní u synapse při okamžitém převodu chemického signálu v presynapsi uvolněného transmiteru do postsynaptického elektrického signálu. +more Reakce ionotropních receptorů se liší podle alosterického ligandu, blokátory kanálu, ionty, nebo membránového potenciálu. Proteiny jsou rozděleny do tří rodin Cys-loop receptory, ionotropní glutamátové receptory a ATP kanály.
Klasifikace ionotropních receptorů
Dle evoluční homologie
* rodina nikotinových receptorů (pentamery): nikotinové (acetylcholin), GABAA a glycinové, 5-HT3 (serotonin) * glutamátové ionotropní receptory (tetramery): AMPA, kainátové receptory a NMDA receptor
Dle účinku:
* agonista - aktivuje receptor v maximální možné míře, * parciální agonista - částečná aktivace a z farmakologického hlediska stabilizátor aktivity receptoru („ani moc, ani málo“), např. buprenorfin (Subutex) využívaný při léčbě závislosti na opiátech * antagonista - blokuje účinky neurotransmiteru a udržuje kanál v klidovém stavu, konstitutivní sporadické náhodné otevírání * inverzní agonista - blokuje účinky neurotransmiteru a zároveň kompletně uzavírá * pozitivní allosterický modulátor - jiné vazebné místo než transmiter, prodlužuje délku nebo zvyšuje frekvenci otevírání kanálu po jeho aktivaci neurotransmiterem, např. +more alkohol nebo benzodiazepiny na GABAA receptoru * negativní allosterický modulátor - snižuje frekvenci otevírání kanálu po jeho aktivaci neurotransmiterem.
Kationtové Cys-loop receptory
Typ | Třída | IUPHAR-doporučený název | Gen | Původní názvy |
---|---|---|---|---|
Serotonin (5-HT) | 5-HT3 | 5-HT3A 5-HT3B 5-HT3C 5-HT3D 5-HT3E | 5-HT3A 5-HT3B 5-HT3C 5-HT3D 5-HT3E | |
Nicotinic acetylcholine (nAChR) | alpha | α1 α2 α3 α4 α5 α6 α7 α9 α10 | ACHRA, ACHRD, CHRNA, CMS2A, FCCMS, SCCMS | |
Nicotinic acetylcholine (nAChR) | beta | β1 β2 β3 β4 | CMS2A, SCCMS, ACHRB, CHRNB, CMS1D EFNL3, nAChRB2 | |
Nicotinic acetylcholine (nAChR) | gamma | γ | ACHRG | |
Nicotinic acetylcholine (nAChR) | delta | δ | ACHRD, CMS2A, FCCMS, SCCMS | |
Nicotinic acetylcholine (nAChR) | epsilon | ε | ACHRE, CMS1D, CMS1E, CMS2A, FCCMS, SCCMS | |
Zinc-activated ion channel (ZAC) | ZAC | ZAC1, L2m LICZ, LICZ1 |
Ionotropní glutamátové receptory
Na ionotropní glutamátové receptory se váže glatamátový neurotransmiter, který tvoří tetramery s extracelulární aminoterminální doménou (ATD) v každé podjednotce, která se podílí na složení tetrameru, zatímco extracelulární ligand vazebné domény (LBD) váže glutamát a transmembránové domény (TMD) tvoří iontový kanál. Transmembránové domény každé podjednotky obsahují tři transmembránové šroubovice a polovinu membránového helixu s reentrantní smyčkou. +more Po ATD na N konci následuje první polovina LBD, přerušená šroubovicí 1,2 a 3 TMD s druhou polovinou LBD a dokončovací helix 4 TMD na C-konci. Existují tedy tři spojení mezi TMD a extracelulárními doménami. Každé podjednotky tetrameru má vazebné místo pro glutamát tvořený dvěma LBD sekcemi tvořící tvar V. Pouze dvě z těchto míst v tetrameru musí být obsazena k otevření iontového kanálu. Samotný pór je tvořen především polovinou helixu 2 připomínající obrácený draselný kanál.
ATP kanály
ATP kanály se otvírají v reakci na vazbu nukleotidu ATP. Vytváří trimer s dvěma řetězci s C- a N-konci uvnitř buňky.