Кіріспе
Ақуыз молекуласы жасуша үшін сигналдарды қабылдайтын. Биохимия және фармакологияда рецепторлар – биологиялық жүйелерге енгізілетін сигналдарды қабылдайтын және түрлендіретін, ақуыздан құралған химиялық құрылымдар. Бұл сигналдар әдетте рецептормен байланысатын және жасушаның электрлік қызметіндегі өзгерістер сияқты физиологиялық жауаптарды тудыратын химиялық хабаршылар болып табылады. Мысалы, GABA – бәсеңдететін нейротрансмиттер, ол GABA рецепторларына байланысу арқылы нейрондардың электрлік қызметін тежейді. Рецептордың әрекетін жіктеудің үш негізгі тәсілі бар: сигналды жеткізу, күшейту немесе интеграция. Жеткізу сигналды әрі қарай жібереді, күшейту бір лигандтың әсерін арттырады, ал интеграция сигналдың басқа биохимиялық жолға енуіне мүмкіндік береді. және кураре арқылы тоқтатылады. Белгілі бір типтегі рецепторлар сигналға сәйкес келетін нақты жасушалық биохимиялық жолдармен байланысты. Көптеген жасушаларда көптеген рецепторлар кездеседі, бірақ әр рецептор тек белгілі бір құрылымға ие лигандтармен ғана байланысады. Бұл құлыптар тек нақты пішіндегі кілттерді қабылдайтындай етіп салыстырылады. Лиганд сәйкес рецептормен байланысқанда, ол рецептордың байланысты биохимиялық жолын белсендіреді немесе тежейді, ол да жоғары мамандануға ие болуы мүмкін. Рецепторлық ақуыздарды лигандтардың қасиеттеріне қарай да жіктеуге болады. Мұндай жіктемелерге химиорецепторлар, механорецепторлар, гравитроптық рецепторлар, фоторецепторлар, магниторецепторлар және газрецепторлар жатады.
In biochemistry and pharmacology, receptors are chemical structures, composed of protein, that receive and transduce signals that may be integrated into biological systems. These signals are typically chemical messengers which bind to a receptor and produce physiological responses such as change in the electrical activity of a cell. For example, GABA, an inhibitory neurotransmitter, inhibits electrical activity of neurons by binding to GABA receptors. There are three main ways the action of the receptor can be classified: relay of signal, amplification, or integration. Relaying sends the signal onward, amplification increases the effect of a single ligand, and integration allows the signal to be incorporated into another biochemical pathway. and blocked by curare. Receptors of a particular type are linked to specific cellular biochemical pathways that correspond to the signal. While numerous receptors are found in most cells, each receptor will only bind with ligands of a particular structure. This has been analogously compared to how locks will only accept specifically shaped keys. When a ligand binds to a corresponding receptor, it activates or inhibits the receptor's associated biochemical pathway, which may also be highly specialised. Receptor proteins can be also classified by the property of the ligands. Such classifications include chemoreceptors, mechanoreceptors, gravitropic receptors, photoreceptors, magnetoreceptors and gasoreceptors.
Байлану және іске қосу
Лигандты байланыстыру – тепе-теңдік процесі. Лигандтар рецепторларға байланысады және масса әрекеті заңы бойынша келесі теңдеуде көрсетілгендей, олардан ажырасады: L лиганды және R рецепторы үшін. Химиялық түрлердің жанындағы жақшалар олардың концентрацияларын көрсетеді. Молекуланың рецепторға қаншалықты жақсы сай келетінін сипаттайтын бір өлшем – байланысу туыстығы, ол диссоциация тұрақтысы Kd-ге кері пропорционал. Жақсы сай келу жоғары туыстыққа және төмен Kd-ге сәйкес келеді. Соңғы биологиялық жауап (мысалы, екінші хабаршы каскады, бұлшық еттің жирылуы) көптеген рецепторлар белсендірілгеннен кейін ғана пайда болады. Туыстық – лигандтың рецепторымен байланысуға бейімділігінің өлшемі. Тиімділік – байланысқан лигандтың рецепторды белсендіру қабілетінің өлшемі.
Агонисттер мен антагонисттер
Рецептормен байланысқан әрбір лиганд сол рецепторды белсендіре бермейді. Лигандтардың келесі кластары бар: (Толық) агонисттер рецепторды белсендіре алады және күшті биологиялық жауап тудырады. Белгілі бір рецептор үшін ең жоғары тиімділігі бар табиғи эндогенді лиганд, анықтама бойынша, толық агонист болып табылады (100% тиімділік). Ішінара агонисттер толық агонисттерге қарағанда рецепторларды максималды тиімділікпен, тіпті максималды байланыс кезінде де белсендірмейді, нәтижесінде толық агонисттерге қарағанда ішінара жауап береді (тиімділігі 0-ден 100%-ға дейін). Антагонисттер рецепторларға байланысады, бірақ оларды белсендірмейді. Бұл рецепторларды блокадалауға әкеледі, агонистер мен кері агонистердің байланысуын тежейді. Рецептор антагонисттері бәсекеге қабілетті (немесе қайтымды) болуы мүмкін, бұл жағдайда олар рецептор үшін агонистпен бәсекелеседі, немесе олар кері қайтарылмайтын антагонисттер болуы мүмкін, олар рецептормен ковалентті байланыстар (немесе өте жоғары туыстық емес ковалентті байланыстар) құрап, оны толығымен тоқтатады. Протондық сорғы тежегіші омепразол – кері қайтарылмайтын антагонисттің мысалы. Кері қайтарылмайтын антагонизмнің әсерін жаңа рецепторларды синтездеу арқылы ғана жоюға болады. Кері агонисттер рецепторлардың құраушы белсенділігін тежеу арқылы олардың белсенділігін төмендетеді (теріс тиімділік). Аллостериялық модуляторлар: Олар рецептордың агонистік байланысу орнына емес, белгілі бір аллостериялық байланысу орындарына байланысады, осы арқылы агонистің әсерін өзгертеді. Мысалы, бензодиазепиндер (BZD) GABAA рецепторларындағы BZD орнына байланысады және эндогенді GABA әсерін күшейтеді. Рецептор агонизмі мен антагонизмі туралы идея тек рецепторлар мен лигандтар арасындағы өзара әрекеттесуге қатысты, олардың биологиялық әсерлеріне емес.
(Full) agonists are able to activate the receptor and result in a strong biological response. The natural endogenous ligand with the greatest efficacy for a given receptor is by definition a full agonist (100% efficacy). Partial agonists do not activate receptors with maximal efficacy, even with maximal binding, causing partial responses compared to those of full agonists (efficacy between 0 and 100%). Antagonists bind to receptors but do not activate them. This results in a receptor blockade, inhibiting the binding of agonists and inverse agonists. Receptor antagonists can be competitive (or reversible), and compete with the agonist for the receptor, or they can be irreversible antagonists that form covalent bonds (or extremely high affinity non covalent bonds) with the receptor and completely block it. The proton pump inhibitor omeprazole is an example of an irreversible antagonist. The effects of irreversible antagonism can only be reversed by synthesis of new receptors. Inverse agonists reduce the activity of receptors by inhibiting their constitutive activity (negative efficacy). Allosteric modulators: They do not bind to the agonist binding site of the receptor but instead on specific allosteric binding sites, through which they modify the effect of the agonist. For example, benzodiazepines (BZDs) bind to the BZD site on the GABAA receptor and potentiate the effect of endogenous GABA. Note that the idea of receptor agonism and antagonism only refers to the interaction between receptors and ligands and not to their biological effects.
Құрылтай қызметі
Байланысты лиганда болмағанда биологиялық жауап бере алатын рецептор "құрамындағы белсенділікке" ие деп айтылады. Рецептордың құрамындағы белсенділігін кері агонист бұғаттауы мүмкін. Семіздікке қарсы препараттар римонабант және тарабант – каннабиноидтық CB1 рецепторының кері агонисттері, олар айтарлықтай салмақ жоғалтуға әкелгенімен, каннабиноидтық рецептордың құрамындағы белсенділігін тежеумен байланысты деп саналатын депрессия мен мазасыздықтың жоғары деңгейіне байланысты нарықтан алынды. ГАМҚ рецепторы құрамындағы белсенділікке ие және агонист болмағанда белгілі бір базалық ток өткізеді. Бұл бета-карболинге кері агонист ретінде әрекет етуге және токты базалық деңгейден төмендетуге мүмкіндік береді. Рецепторлардағы мутациялар нәтижесінде құрамындағы белсенділік жоғарылайды, бұл кейбір тұқым қуалайтын аурулардың себебі болып табылады, мысалы, ерте жасқа толу (лютеинизациялық гормон рецепторларының мутацияларына байланысты) және гипертиреоз (тиреоидтық стимуляциялық гормон рецепторларының мутацияларына байланысты).
Кәсібі
Фармакологияның рецепторлық теориясының алғашқы түрлері дәрінің әсері басылған рецепторлар санына тура пропорционалды екенін айтты. Бұдан әрі, дәрі-рецептор кешені ыдырағанда дәрінің әсері тоқтатылады. Ариенс және Стивенсон рецепторларға байланысқан лигандтардың әрекетін сипаттау үшін "аффиниті" және "тиімділік" терминдерін енгізді. Аффиниті: Дәрінің рецептормен бірігіп, дәрі-рецептор кешенін құру қабілеті. Тиімділік: Дәрі-рецептор кешені пайда болғаннан кейін жауапты бастау қабілеті.
Индукциялық-оңайлы
Дәрi рецепторға жақындағанда, рецептор өз байланыс орнының құрылымын өзгертіп, дәрi-рецептор кешенін құрайды.
Қосалқы рецепторлар
Кейбір рецептор жүйелерінде (мысалы, тегіс бұлшық еттегі нейромискулярлық қосылыстағы ацетилхолин) агонисттер рецепторлардың өте төмен пайыздық үлесінде (<1%) максималды жауапты тудыра алады. Осылайша, мұндай жүйеде қосалқы рецепторлар немесе рецептор резерві болады. Бұл нейротрансмиттер өндірісі мен босатылуын үнемдеуге мүмкіндік береді, мысалы, гормон рецепторларында байқалады.
Мысалдар және лигандтар
Рецепторларға арналған лигандтар рецепторлардың өзі сияқты әртүрлі. GPCR (7TM) – кем дегенде 810 мүшесі бар аса кең отбасы. Сонымен қатар, кем дегенде он екі эндогенді лигандқа арналған LGIC-лер бар, және әртүрлі суббірлік құрамы арқылы көптеген рецепторлар пайда болуы мүмкін. Лигандтар мен рецепторлардың кейбір жалпы мысалдары: