Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Тип белка
Type of protein
Нейротрансмиттерный рецептор (также известный как нейрорецептор) – это мембранный белок-рецептор, который активируется нейротрансмиттером. Химические вещества, находящиеся вне клетки, такие как нейротрансмиттер, могут взаимодействовать с клеточной мембраной, в которой расположены рецепторы. Если нейротрансмиттер взаимодействует со своим соответствующим рецептором, они связываются и могут запускать другие события внутри клетки. Таким образом, мембранный рецептор является частью молекулярного механизма, обеспечивающего связь между клетками. Нейротрансмиттерный рецептор – это класс рецепторов, которые специфически связываются с нейротрансмиттерами, а не с другими молекулами. В постсинаптических клетках нейротрансмиттерные рецепторы принимают сигналы, которые запускают электрический сигнал, регулируя активность ионных каналов. Поток ионов через ионные каналы, открывающиеся в результате связывания нейротрансмиттеров с определенными рецепторами, может изменять мембранный потенциал нейрона. Это может приводить к сигналу, который распространяется вдоль аксона (см. потенциал действия) и передается в синапсе другому нейрону и, возможно, в нейронную сеть. Существуют два основных типа нейротрансмиттерных рецепторов: ионотропные и метаботропные. Ионотропный означает, что ионы могут проходить через рецептор, в то время как метаботропный означает, что второй мессенджер внутри клетки передает сигнал (то есть метаботропные рецепторы не имеют каналов). Существует несколько видов метаботропных рецепторов, включая рецепторы, связанные с G-белком. Ионотропные рецепторы также называются лиганд-зависимыми ионными каналами, и они могут активироваться нейротрансмиттерами (лигандами), такими как глутамат и ГАМК, которые затем позволяют определенным ионам проходить через мембрану. Ионы натрия (которые, например, пропускаются через глутаматный рецептор) возбуждают постсинаптическую клетку, в то время как ионы хлора (которые, например, пропускаются через ГАМК-рецептор) ингибируют постсинаптическую клетку. Ингибирование снижает вероятность возникновения потенциала действия, а возбуждение – повышает. Напротив, рецепторы, связанные с G-белком, не являются ни возбуждающими, ни ингибирующими. Скорее, они могут выполнять широкий спектр функций, таких как модуляция активности возбуждающих и ингибирующих ионных каналов или запуск сигнального каскада, высвобождающего кальций из внутриклеточных запасов. Рецепторы могут располагаться в разных частях тела и действовать как ингибиторный или возбуждающий рецептор для конкретного нейротрансмиттера. Примером этого служат рецепторы нейротрансмиттера ацетилхолина (АХ), один из которых расположен в нейромышечном соединении в скелетной мышце для облегчения сокращения мышц (возбуждение), а другой – в сердце для замедления сердечного ритма (ингибирование). Место связывания эндогенных лигандов в белковых комплексах лиганд-зависимых ионных каналов (LGIC) обычно находится на другой части белка (аллостерическое связывающее место), чем место расположения ионного проводящего канала. Прямая связь между связыванием лиганда и открытием или закрытием ионного канала, характерная для лиганд-зависимых ионных каналов, противопоставляется косвенной функции метаботропных рецепторов, которые используют вторых мессенджеров. LGIC также отличаются от ионных каналов, активируемых напряжением (которые открываются и закрываются в зависимости от мембранного потенциала), и ионных каналов, активируемых растяжением (которые открываются и закрываются в зависимости от механической деформации клеточной мембраны).
A neurotransmitter receptor (also known as a neuroreceptor) is a membrane receptor protein that is activated by a neurotransmitter. Chemicals on the outside of the cell, such as a neurotransmitter, can bump into the cell's membrane, in which there are receptors. If a neurotransmitter bumps into its corresponding receptor, they will bind and can trigger other events to occur inside the cell. Therefore, a membrane receptor is part of the molecular machinery that allows cells to communicate with one another. A neurotransmitter receptor is a class of receptors that specifically binds with neurotransmitters as opposed to other molecules. In postsynaptic cells, neurotransmitter receptors receive signals that trigger an electrical signal, by regulating the activity of ion channels. The influx of ions through ion channels opened due to the binding of neurotransmitters to specific receptors can change the membrane potential of a neuron. This can result in a signal that runs along the axon (see action potential) and is passed along at a synapse to another neuron and possibly on to a neural network. There are two major types of neurotransmitter receptors: ionotropic and metabotropic. Ionotropic means that ions can pass through the receptor, whereas metabotropic means that a second messenger inside the cell relays the message (i. e. metabotropic receptors do not have channels). There are several kinds of metabotropic receptors, including G protein coupled receptors. Ionotropic receptors are also called ligand gated ion channels and they can be activated by neurotransmitters (ligands) like glutamate and GABA, which then allow specific ions through the membrane. Sodium ions (that are, for example, allowed passage by the glutamate receptor) excite the post synaptic cell, while chloride ions (that are, for example, allowed passage by the GABA receptor) inhibit the post synaptic cell. Inhibition reduces the chance that an action potential will occur, while excitation increases the chance. Conversely, G protein coupled receptors are neither excitatory nor inhibitory. Rather, they can have a broad number of functions such as modulating the actions of excitatory and inhibitory ion channels or triggering a signalling cascade that releases calcium from stores inside the cell. Receptors can be located in different parts of the body to act as either an inhibitor or an excitatory receptor for a specific Neurotransmitter An example of this are the receptors for the neurotransmitter Acetylcholine (ACh), one receptor is located at the neuromuscular junction in skeletal muscle to facilitate muscle contraction (excitation), while the other receptor is located in the heart to slow down heart rate (inhibitory) such as a neurotransmitter. The binding site of endogenous ligands on LGICs protein complexes are normally located on a different portion of the protein (an allosteric binding site) compared to where the ion conduction pore is located. The direct link between ligand binding and opening or closing of the ion channel, which is characteristic of ligand gated ion channels, is contrasted with the indirect function of metabotropic receptors, which use second messengers. LGICs are also different from voltage gated ion channels (which open and close depending on membrane potential), and stretch activated ion channels (which open and close depending on mechanical deformation of the cell membrane).
Метаботропные рецепторы: рецепторы, связанные с G-белковым соединением
G-белковые сопряженные рецепторы (GPCR), также известные как семитрансмембранные доменные рецепторы, 7TM-рецепторы, гептаэлические рецепторы, серпентинные рецепторы и G-белковые связанные рецепторы (GPLR), составляют большое семейство трансмембранных рецепторов, которые воспринимают молекулы вне клетки и активируют внутриклеточные пути передачи сигналов и, в конечном итоге, клеточные ответы. G-белок-связанные рецепторы встречаются только у эукариот, включая дрожжи, хоанофлагелляты и животных. Лиганды, связывающиеся и активирующие эти рецепторы, включают светочувствительные соединения, запахи, феромоны, гормоны и нейротрансмиттеры, и различаются по размеру от малых молекул до пептидов и крупных белков. G-белок-связанные рецепторы вовлечены во многие заболевания и являются мишенью для приблизительно 30% всех современных лекарственных препаратов. Существуют два основных пути передачи сигналов, включающих G-белковые сопряженные рецепторы: сигнальный путь цАМФ и сигнальный путь фосфатидилинозитола. Когда лиганд связывается с GPCR, это вызывает конформационное изменение в GPCR, что позволяет ему выступать в качестве фактора обмена гуаниннуклеотидов (GEF). GPCR затем может активировать связанный G-белок, обменивая связанный GDP на GTP. α-субъединица G-белка, вместе со связанным GTP, затем может диссоциировать от β- и γ-субъединиц, чтобы дополнительно воздействовать на внутриклеточные сигнальные белки или непосредственно на функциональные белки, в зависимости от типа α-субъединицы (Gαs, Gαi/o, Gαq/11, Gα12/13).
G protein coupled receptors (GPCRs), also known as seven transmembrane domain receptors, 7TM receptors, heptahelical receptors, serpentine receptor, and G protein linked receptors (GPLR), comprise a large protein family of transmembrane receptors that sense molecules outside the cell and activate inside signal transduction pathways and, ultimately, cellular responses. G protein coupled receptors are found only in eukaryotes, including yeast, choanoflagellates, and animals. The ligands that bind and activate these receptors include light sensitive compounds, odors, pheromones, hormones, and neurotransmitters, and vary in size from small molecules to peptides to large proteins. G protein coupled receptors are involved in many diseases, and are also the target of approximately 30% of all modern medicinal drugs. There are two principal signal transduction pathways involving the G protein coupled receptors: the cAMP signal pathway and the phosphatidylinositol signal pathway. When a ligand binds to the GPCR it causes a conformational change in the GPCR, which allows it to act as a guanine nucleotide exchange factor (GEF). The GPCR can then activate an associated G protein by exchanging its bound GDP for a GTP. The G protein's α subunit, together with the bound GTP, can then dissociate from the β and γ subunits to further affect intracellular signaling proteins or target functional proteins directly depending on the α subunit type (Gαs, Gαi/o, Gαq/11, Gα12/13).