Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

EXTRACELLULÁRIS RECEPTOROKIONCSATORNA RECEPTOROK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár FerencJelátvitel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A sejtfelszíni receptorok jelátvitelének sémája

Ligand Receptor

Intracellulárisjel

Gén expresszió

Biológiai válasz

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Az extracelluláris receptorok fajtái

ENZIM-KÖTÖTT RECEPTOROK

G-FEHÉRJE KAPCSOLT RECEPTOROK

GDP

gba

GTP

gba

gb

Enzim Enzim EnzimGTP

a

Jelátviteli molekula

G-fehérje Aktivált G-fehérje Aktivált enzim

Jelátviteli molekula dimerje

Inaktívkatalitikus

domén

Enzim

Aktív katalitikusdomén

Jelátvitelimolekula

Aktivált enzim

ION-CSATORNA KÖTÖTT RECEPTOROK

Ionok

Jelátvitelimolekula

Citoplazma

Plazma membrán

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptorok

Ionotróp(ioncsatorna kötött)

Receptorok

Metabotróp(másodlagos messengereket

használ)GABAA, GABAC, iGluGlicin,

Szerotonin, Acetiklolin nikotin

receptora,P2X

GABAB, mGlu, Adrenalin,

Noradrenalin, Glukagon, FSH, LH,

TSH, ADH, Parathormon,Növekedési

faktorok, Citokinek

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011Több receptor, amelyek ugyanazt a másodlagos messenger rendszert használják

GlukagonSzekretin AdrenalinACTH LH FSH

Adenilát cikláz

ATP cAMP

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor-ligand interakció

Receptor tulajdonságok Ligandok

A ligand a 7 transzmembrán hélixek core régiójához kötődik

11-cisz-retinal (rodopszinban)AcetilkolinKatekolaminokBiogén aminok (hisztamin, szerotonin stb.)Nukleozidok és nukleotidokLeukotriének, 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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A ligandok funkcionális csoportjai

Inaktív állapot Aktív állapot

Rr

Rr Rr

Inverz agonista Agonista

Parciális agonista ésantagonista

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ionotróp receptorok (ligand-függő ioncsatornák)

Ionok

Ligand

Citoplazma

Plazma membrán

Ligand-függő ioncsatorna

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Acetilkolin nikotin receptora

Felülnézet

Elölnézet

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A neuromuszkuláris junkció

Motoeuron axonja

Terminális gomb

Axonvégződés

Feszültség-függőNa+ csatorna

Acetilkolin

Izomrost

Na+

Ca2+

Feszültség-függő Ca2+ csatorna

Acetilkolin-észteráz

Acetilkolint tartalmazó vezikulum

K+

Neurotranszmitter-függőcsatorna

Motoros végződés

1

2

3

45 6

7

~4x107 Acetilkolin nikotinreceptor/végződés

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Elektromos szervek állatokban

• TengeriTorpedo rája• Édesvizi elektromos Electrophorus

angolna• 2x1011 acetilkolin nikotin

receptor/végződés!

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A neuromuszkuláris transzmisszió gátlásaa-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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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 foszfátokAcetilkolin

Acetilkolin-észteráz