Neurotransmitter-Rezeptor - Neurotransmitter receptor

Abbildung 1. Die sieben Transmembran-α-Helix-Struktur eines G-Protein-gekoppelten Rezeptors.

A Neurotransmitterrezeptors (auch bekannt als ein Neurorezeptor ) ist ein Membranrezeptorprotein , das von einem aktiviert wird Neurotransmitter . Chemikalien auf der Außenseite der Zelle, wie beispielsweise ein Neurotransmitter, können gegen die Zellmembran stoßen, in der sich Rezeptoren befinden. Wenn ein Neurotransmitter mit seinem entsprechenden Rezeptor zusammenstößt, binden sie sich und können andere Ereignisse innerhalb der Zelle auslösen. Daher ist ein Membranrezeptor ist Teil der molekularen Maschinerie , die Zellen ermöglicht kommunizieren miteinander. Ein Neurotransmitter-Rezeptor ist eine Klasse von Rezeptoren, die im Gegensatz zu anderen Molekülen spezifisch an Neurotransmitter bindet.

In postsynaptischen Zellen empfangen Neurotransmitter-Rezeptoren Signale, die ein elektrisches Signal auslösen, indem sie die Aktivität von Ionenkanälen regulieren . Der Einstrom von Ionen durch Ionenkanäle, die aufgrund der Bindung von Neurotransmittern an spezifische Rezeptoren geöffnet wurden, kann das Membranpotential eines Neurons verändern. Dies kann zu einem Signal führen, das entlang des Axons verläuft (siehe Aktionspotential ) und an einer Synapse an ein anderes Neuron und möglicherweise an ein neuronales Netz weitergegeben wird . Auf präsynaptischen Zellen können Rezeptorstellen vorhanden sein, die für die von dieser Zelle freigesetzten Neurotransmitter spezifisch sind (siehe Autorezeptor ), die Feedback geben und eine übermäßige Freisetzung von Neurotransmittern von ihr vermitteln.

Es gibt zwei Haupttypen von Neurotransmitter- Rezeptoren: ionotrope und metabotrope . Ionotrop bedeutet, dass Ionen den Rezeptor passieren können, während metabotrop bedeutet, dass ein zweiter Botenstoff innerhalb der Zelle die Nachricht weiterleitet (dh metabotrope Rezeptoren haben keine Kanäle). Es gibt verschiedene Arten von metabotropen Rezeptoren, einschließlich G-Protein-gekoppelten Rezeptoren . Ionotrope Rezeptoren werden auch Ligand-gesteuerte Ionenkanäle genannt und können durch Neurotransmitter ( Liganden ) wie Glutamat und GABA aktiviert werden , die dann spezifische Ionen durch die Membran lassen. Natriumionen (die beispielsweise durch den Glutamatrezeptor passieren dürfen ) regen die postsynaptische Zelle an, während Chloridionen (die beispielsweise durch den GABA-Rezeptor passieren dürfen) die postsynaptische Zelle hemmen . Hemmung verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Aktionspotential auftritt, während Erregung die Wahrscheinlichkeit erhöht. Umgekehrt sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren weder erregend noch hemmend. Vielmehr können sie eine Vielzahl von Funktionen haben, wie etwa die Modulation der Wirkung von erregenden und hemmenden Ionenkanälen oder das Auslösen einer Signalkaskade, die Kalzium aus den Speichern innerhalb der Zelle freisetzt. Die meisten Neurotransmitter-Rezeptoren sind G-Protein-gekoppelt.

Lokalisierung

Neurotransmitters (NT) Rezeptoren auf der Oberfläche der sich neuronale und Glia - Zellen . An einer Synapse sendet ein Neuron über Neurotransmitter Nachrichten an das andere Neuron. Daher gruppiert das postsynaptische Neuron, das die Nachricht empfängt, NT-Rezeptoren an dieser spezifischen Stelle in seiner Membran. NT-Rezeptoren können in jede Region der Neuronenmembran wie Dendriten, Axone und den Zellkörper eingefügt werden. Rezeptoren können sich in verschiedenen Körperteilen befinden, um entweder als Inhibitor oder als exzitatorischer Rezeptor für einen bestimmten Neurotransmitter zu wirken um die Muskelkontraktion (Erregung) zu erleichtern, während sich der andere Rezeptor im Herzen befindet, um die Herzfrequenz zu verlangsamen (hemmend)

Ionotrope Rezeptoren: Neurotransmitter-gesteuerte Ionenkanäle

Ligandengesteuerter Ionenkanal

Liganden-gesteuerte Ionenkanäle ( LGICs ) sind eine Art von ionotropen Rezeptoren oder kanalgebundenen Rezeptoren . Sie sind eine Gruppe von Transmembran- Ionenkanälen, die als Reaktion auf die Bindung eines chemischen Botenstoffs (dh eines Liganden ), wie beispielsweise eines Neurotransmitters , geöffnet oder geschlossen werden.

Die Bindungsstelle endogener Liganden an LGICs-Proteinkomplexen befindet sich normalerweise an einem anderen Abschnitt des Proteins (einer allosterischen Bindungsstelle) als dort, wo sich die Ionenleitungspore befindet. Der für Ligand-gesteuerten Ionenkanäle charakteristische direkte Zusammenhang zwischen Ligandenbindung und Öffnen oder Schließen des Ionenkanals wird der indirekten Funktion metabotroper Rezeptoren gegenübergestellt , die Second Messenger nutzen . LGICs unterscheiden sich auch von spannungsgesteuerten Ionenkanälen (die sich je nach Membranpotential öffnen und schließen ) und dehnungsaktivierten Ionenkanälen (die sich je nach mechanischer Verformung der Zellmembran öffnen und schließen ).

Metabotrope Rezeptoren: G-Protein-gekoppelte Rezeptoren

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren ( GPCRs ), auch bekannt als Sieben-Transmembran-Domänen-Rezeptoren , 7TM-Rezeptoren , heptahelische Rezeptoren , Serpentin-Rezeptoren und G-Protein-gekoppelte Rezeptoren ( GPLR ), umfassen eine große Proteinfamilie von Transmembranrezeptoren , die Moleküle außerhalb der Zelle und aktivieren innere Signaltransduktionswege und schließlich zelluläre Antworten. G-Protein-gekoppelte Rezeptoren werden nur in Eukaryoten gefunden , einschließlich Hefe, Choanoflagellaten und Tieren. Die Liganden , die diese Rezeptoren binden und aktivieren, umfassen lichtempfindliche Verbindungen, Gerüche , Pheromone , Hormone und Neurotransmitter und variieren in ihrer Größe von kleinen Molekülen über Peptide bis hin zu großen Proteinen . G-Protein-gekoppelte Rezeptoren sind an vielen Krankheiten beteiligt und sind auch das Ziel von etwa 30 % aller modernen Arzneimittel.

Es gibt zwei Hauptsignaltransduktionswege, an denen die G-Protein-gekoppelten Rezeptoren beteiligt sind: der cAMP- Signalweg und der Phosphatidylinositol- Signalweg. Wenn ein Ligand an den GPCR bindet, verursacht dies eine Konformationsänderung im GPCR, die es ihm ermöglicht, als Guanin-Nukleotid-Austauschfaktor (GEF) zu wirken. Der GPCR kann dann ein assoziiertes G-Protein aktivieren, indem er sein gebundenes GDP gegen ein GTP austauscht . Die α-Untereinheit des G-Proteins kann dann zusammen mit dem gebundenen GTP von den β- und γ-Untereinheiten dissoziieren, um je nach Typ der α-Untereinheit ( G αs , G αi/o , G αq / 11 , G α12 / 13 ).

Desensibilisierung und Neurotransmitterkonzentration

Neurotransmitter-Rezeptoren unterliegen einer ligandeninduzierten Desensibilisierung: Das heißt, sie können bei längerer Exposition gegenüber ihrem Neurotransmitter wirkungslos werden. Neurotransmitterrezeptoren sind sowohl auf postsynaptischen Neuronen als auch auf präsynaptischen Neuronen vorhanden, wobei erstere verwendet werden, um Neurotransmitter zu empfangen und letztere zum Zweck der Verhinderung einer weiteren Freisetzung eines gegebenen Neurotransmitters. Neurotransmitter-Rezeptoren werden nicht nur in Neuronenzellen gefunden, sondern auch in verschiedenen Immun- und Muskelgeweben. Viele Neurotransmitterrezeptoren werden als Serpentinrezeptoren oder G-Protein-gekoppelte Rezeptoren kategorisiert, da sie die Zellmembran nicht einmal, sondern siebenmal durchspannen. Es ist bekannt, dass Neurotransmitter-Rezeptoren bei längerer Exposition nicht auf die Art von Neurotransmitter reagieren, die sie erhalten. Dieses Phänomen ist als ligandeninduzierte Desensibilisierung oder Herunterregulierung bekannt .

Beispiel Neurotransmitter-Rezeptoren

Im Folgenden sind einige Hauptklassen von Neurotransmitter-Rezeptoren aufgeführt:

  • Adrenergisch : α 1A , α 1b , α 1c , α 1d , α 2a , α 2b , α 2c , α 2d , β 1 , β 2 , β 3
  • Dopaminerg : D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5
  • GABAergisch : GABA A , GABA B1a , GABA B1δ , GABA B2 , GABA C
  • Glutaminerge : NMDA, AMPA, Kainat, mGluR 1 , mGluR 2 , mGluR 3 , mGluR 4 , mGluR 5 , mGluR 6 , mGluR 7
  • Histaminerge : H 1 , H 2 , H 3
  • Cholinergisch : Muskarinisch: M1, M2, M3, M4, M5; Nikotin: Muskel, neuronal (α-Bungarotoxin-unempfindlich), neuronal (α-Bungarotoxin-empfindlich)
  • Opioid : μ, δ 1 , δ 2 , κ
  • Serotonerge : 5-HT 1A , 5-HT 1B , 5-HT 1D , 5-HT 1E , 5-HT 1F , 5-HT 2A , 5-HT 2B , 5-HT 2C , 5-HT 3 , 5-HT 4 , 5-HT 5 , 5-HT 6 , 5-HT 7
  • Glycinerg : Glycin

Siehe auch

Hinweise und Referenzen

Externe Links