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

JELÁTVITEL AZ IDEGRENDSZERBEN

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

Preszinaptikus neuron(axon végződés)

Posztszinaptikus neuron

Neurotranszmitter molekula

NT transzporter

Szinaptikus vezikula

Feszültség-függő

nátrium csatorna

GPCR (moduláló)

Ligand-függőioncsatorna

(direkt serkentés vagy

gátlás)

+

+

Szinapszis két neuron között- neurotranszmisszió

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A neurotranszmisszió mechanizmusa• A szinaptikus vezikulumok neurotranszmittert (NT)

tartalmaznak, és kibocsátják azokat, amikor a membránjuk fúzionál a külső sejtmembránnal.

• A neurotranszmitter molekulák átjutnak a szinaptikus résen keresztül a posztszinaptikus neuron receptoraihoz, a ligandfüggő ion csatornához (ligand-gated ion channel, LGIC) és a G-protein–kapcsolt receptorokhoz (GPCR).

• GPCR-ok a preszinaptikus neuronok axon termináljain megváltoztatják a feszültségfüggő ion-csatornákat (voltage-gated ion channel, VGIC) és módosítják a neurotranszmitter kiáramlást.

• Neurotransmitter transzporterek eltávolítják a neurotranszmitter molekulákat a szinaptikus résből úgy, hogy azok újra vezikulumokba kerülhessenek.

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ionotróp(ioncsatorna kötött)

Receptorok

Metabotróp(másodlagos messengereket

használ)GABAA, GABAC, iGluGlicin,

Szerotonin, Acetilkolin nikotin

receptora,P2X

GABAB, mGlu, Adrenalin,

Noradrenalin, Glukagon, FSH, LH,

TSH, ADH, Parathormon,Növekedési

faktorok, Citokinek

Receptorok

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 juxtaglomerularis apparátusán

Proteináz aktivált receptorok Trombin és tripszin receptorok

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ion-csatorna receptorok1.Cys-hurok receptorok: pentamer szerkezet, 4

transzmembrán (TM) régió/alegység – Acetilkolin (Ach) nikotin receptora: Na+ csatorna– GABAA, GABAC, Glicin : Cl- csatorna (gátló szerep a

KIR-ben)2.Glutamát-aktivált kation csatornák: (excitatorikus a

KIR-ben): tetramer szerkezet, 3 TM régió/alegység – pl. iGlu

3.ATP-függő csatornák: 3 homológ alegység, 2 TM régió/subunit– pl. P2X purinoreceptor

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

7-transzmembrán receptorok (7-TM)• A osztály: Rodopszin-szerű• B osztály: Szekretin család• C osztály: Glutamát és GABA (metabotróp)• Frizzled• Adhéziós család

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

7-TM ligandokA osztály Bosztály Cosztály Frizzled AdhéziósProsztaglandinok Glukagon Glutamát Wnt Kondroitin-szulfát

Tromboxán GnRH GABA HedgehogSzerotonin PTH Édes Íz Keserű ízDopamin CRH Szekretin HisztaminKatekolaminokAcetilkolin (M)RodopszinMelatoninKemokinekBradikininSzomatosztatinOpioidVazopresszin

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Az acetiklolin nikotin receptora• 5 alegység képezi a pórust: 2a, b, g, d• Nyitás: a 2a alegység eltávolodik • Deszenzitizáció: nyitott konformációban a b, g, d alegységet a Protein kináz A és C foszforilálja

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

NeurotranszmisszióIonok

GTP

a

Receptor

G-fehérje aktiváció

Effektor fehérje

Intracellulárismessengerek

G-fehérje alegységek vagy intracellulárismessengerek módosítják az ion csatornák működését

Neurotranszmitter

GTP

gba

Citoplazma

Plazma membrán

Neurotranszmitter

Ion csatorna

Citoplazma

Plazma membrán

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Acetilkolin

ba

Ionok áramlanak a póruson keresztül

Neurotranszmitterkötő hely

Intracelluláris ion koncentráció változás

5 összekapcsolódó alegység(2xa + 3xb nAChR)

Extracelluláris

Citoplazmatikus

COOH

NH2

TM1

TM2

TM3

TM4

Extracelluláris

Citoplazmatikus

Ligand kötő hely

4 hidrofóbtranszmembrándomén (TM1-4)

nAChR egy alegysége

Acetilkolin nikotin receptora (nAChR)

↑ PLCb

↑ [Ca2+]↑ MAP kinázok

↓ M áram ↓ Feszültség-függő Ca2+-csatornák

↓ Adenilát cikláz↑ MAP kinázok↑ GIRK csatornák

Extracelluláris

Citoplazmatikus

Acetilkolin muszkarin receptora (mAChR)

Acetilkolin

M1, M3, M5 M2, M4

TM1

TM3

TM5

TM7

TM2

TM4

TM6

Gq/11 Gi/0

TM1

TM3

TM5

TM7

TM2

TM4

TM6

ON

OCH3

H3C

H3C

CH3Acetilkolin

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Adrenerg receptorok

Receptor

Gi

a2

Transzmitter felszabadulásgátlása

Ca2+

Adenilát ciklázATP cAMP

Simaizomrelaxáció

Gq

a1

Simaizom összehúzódás

Ca2+

Foszfolipáz CPIP2

IP3

DAG

Gs

b

Szívizom összehúzódásSimaizom relaxáció

Glikogenolízis

Adenilát ciklázATP cAMP

Adrenalin, Noradrenalin

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Az idegi átvezetés 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