Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

IONCSATORNA

RECEPTOROK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár Ferenc

Jelátvitel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ioncsatorna receptorok

1. 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

Cys-hurok ioncsatorna receptorok

TM

1

TM

2

TM

3

TM

4

N

C

a b

g

a b p1 p2

Receptor típus

Alegység diverzitás a1-6, b1-3, g1-3, d,e,k, és q p1-3 a1-4, b

GABAA GABAC Glicin

N C

N C

N C

N C

Pórus

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Anionos Cys-hurok receptorok

gerincesekben

Típus Osztály Fehérje neve Gén Korábbi elnevezések

GABAA

alfa

a1 a2 a3 a4 a5 a6

GABRA1 GABRA2 GABRA3 GABRA4 GABRA5 GABRA6

EJM, ECA4

béta b1 b2 b3

GABRB1 GABRB2 GABRB3

ECA5

gamma g1 g2 g3

GABRG1 GABRG2 GABRG3

CAE2, ECA2, GEFSP3

delta d GABRD

epszilon e GABRE

pí p GABRP

théta q GABRQ

rhó r

GABRR GABRR GABRR

GABAC

Glicine(GlyR) alfa

a1 a2 a3 a4

GLRA1 GLRA2 GLRA3 GLRA4

STHE

béta b GLRB

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Kationos Cys-hurok receptorok

gerincesekben

Típus Osztály Fehérje neve Gén Korábbi elnevezések

Szerotonin (5-HT)

5-HT3

5-HT3A 5-HT3B 5-HT3C 5-HT3D 5-HT3E

HTR3A HTR3B HTR3C HTR3D HTR3E

5-HT3A

5-HT3B

5-HT3C

5-HT3D

5-HT3E

Nikotin acetilkolin (nAChR)

alfa

a1 a2 a3 a4

a5

a6

a7

a8

a9

a10

CHRNA1 CHRNA2 CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5 CHRNA6 CHRNA7 CHRNA8 CHRNA9

CHRNA10

ACHRA, ACHRD, CHRNA, CMS2A, FCCMS, SCCMS

béta

b1 b2 b3 b4

CHRNB1 CHRNB2 CHRNB3 CHRNB4

CMS2A, SCCMS, ACHRB, CHRNB, CMS1D, EFNL3, nAChRB2

gamma g CHRNG ACHRG

delta d CHRND ACHRD, CMS2A, FCCMS, SCCMS

epszilon e CHRNE ACHRE, CMS1D, CMS1E, CMS2A, FCCMS, SCCMS

Cink-aktivált ion csatorna

ZAC ZACN ZAC1, L2m, LGICZ1

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ionotróp glutamát receptorok

Típus Osztály Fehérje neve Gén Korábbi elnevezések

AMPA GluA1

GluA1 GluA2 GluA3 GluA4

GRIA1 GRIA2 GRIA3 GRIA4

GLUA1, GluR1, GluRA, GluR-A, GluR-K1, HBGR1 GLUA2, GluR2, GluRB, GluR-B, GluR-K2, HBGR2

GLUA3, GluR3, GluRC, GluR-D, GluR-K3 GLUA4, GluR4, GluRD, GluR-D

Kainate GluK

GluK1 GluK2 GluK3 GluK4 GluK5

GRIK1 GRIK2 GRIK3 GRIK4 GRI5

GLUK5, GluR5, GluR-5, EAA3 GLUK6, GluR6, GluR-6, EAA4, GLUK7, GluR7, GluR-7, EAA5,

GLUK1, KA1, KA-1, EAA1 GLUK2, KA2, KA-2, EAA2

NMDA

GluN GluN1

NRL1A

NRL1B

GRIN1 GRINL1A GRINL1B

GLUN1, NMDA-R1, NR1, GluRz1

GluN2A GluN2B GluN2C GluN2D

GRIN2A GRIN2B GRIN2C GRIN2D

GLUN2A, NMDA-R2A, NR2A, GluRe1 GLUN2B, NMDA-R2B, NR2B, GluRe2 GLUN2C, NMDA-R2C, NR2C, GluRe3 GLUN2D, NMDA-R2D, NR2D, GluRe4

GluN3A GluN3B

GRIN3A GRIN3B

GLUN3A, NMDA-R3A, NMDAR-L, chi-1 GLUN3B, NMDA-R3B

„Orfan” (GluD) GluD1 GluD2

GRID1 GRID2

GluRd1

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Az acetilkolin 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

Neurotranszmitterek

Neurotranszmitter Hatás Receptor altípusok

Acetilkolin (Ach) +/- Nikotin, Muszkarin

Norepinefrin (NE) + α1/2, β1/2/3

Dopamin +/- D1-D4

Szerotonin (5-HT) +/- 5-HT1A stb.

Glutamát (Glu) + NMDA, AMPA

GABA - GABAA, GABAB

Enkefalinok - μ, κ, δ

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Szinapszis két neuron között -

neurotranszmiszió

Preszinaptikus neuron

(axon végződés)

Posztszinaptikus neuron

Neurotranszmitter molekula

NT transzporter

Szinaptikus vezikula

Feszültség-

függő nátrium

csatorna

GPCR

(moduláló)

Ligand-függő

ioncsatorna

(direkt serkentés

vagy gátlás)

+

+

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Neurotranszmisszió

Ionok

GTP

a

Receptor

G-fehérje

aktiváció

Effektor

fehérje

Intracelluláris

messengerek

G-fehérje alegységek vagy intracelluláris

messengerek módosítják az ion csatornák működését

Neurotranszmitter

GTP

g b

a Citoplazma

Plazma membrán

Neurotranszmitter

Ion csatorna

Citoplazma

Plazma membrán

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Neurotranszmitterek

Acetilkolin

Monoaminok

Aminosavak

Purinok

Neuropeptidek

Oldékony gázok

Indolaminok

Katekolaminok

Opioidok

Nem-opioidok

Endorfinok

Enkefalinok

Dinorfinok

NO

CO

Acetilkolin (motoneuronok)

Szerotonin (memória, érzelem)

m/i

m/i

Dopamin (motiváció, addikció)

Norepinefrin/Noradrenalin (Szimpatikus idegr.)

Epinefrin

m

m

m

Glutamát (Központi idegr.-ben leggyakoribb, serkentő)

GABA (A központi idegr.-i szinapszisok 30%-40%-ában, gátló)

Aszpartát

Glicin (Cl- koncentrációtól függően serkentő vagy gátló) i

m/i

m/i

i

Adenozin

Guanozin

ATP

Egyéb

i/m

m

m

Substance P

Neuropeptid Y

Egyéb

m

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Acetilkolin receptorok

Nikotin Idegi a2 (a-toxin inszenzitív)

Nikotin Idegi a3 (a-toxin inszenzitív)

Nikotin Idegi a4 (a-toxin inszenzitív)

Nikotin Idegi a5 (a-toxin inszenzitív)

Nikotin Idegi a5 (nem-funkcionál a alegységek nélkül)

Nikotin Idegi a6 (a-toxin inszenzitív)

Nikotin Idegi a7 (a-toxin szenzitív)

Nikotin Idegi a8 (a-toxin szenzitív)

Nikotin Idegi a9

Nikotin Idegi b2

Nikotin Idegi b3

Nikotin Idegi b4

Nikotin Idegi b5

Nicotin izom

Fenilltrimetil-ammónium

Elapid a-toxinsok d-Tubokurarin

Nicktin Junkcionális [(a1)2bed]

Nikotin Embrionális [(a1)2bgd]

Nicotin ideg (a+b)

Dimethylphenyl-piperazinuim,

Cystine

Trimethaphan

Neuronal bungarotoxin

Oxotremorin

Propillbenzililkolin mustár

Quinuklidinil benzilát

Muszkarin m5-M5

Muszkarin m1-M1 Pirenzepin

Muszkarin m2-M2 Metoktramin

Muszkarin m3-M3 Hexahidro-siladifénidol

Muszkarin m4-M4 Himbakin

Nikotin

Nikotin

d-Tubokurarin

Muszkarin

Muszkarin, Pilokarpin

Atropin

Kolinerg

Acetilkolin

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Acetilkolinészteráz (AchE):

• Az acetilkolin gyors eltávolítása a szinaptikus résből

• Acetilkolin bontása→ kolin+acetil

• Reverzibilis inhibitorok: terápiás felhasználás (miaszténia,

glaukóma, Alzheimer-kór)

• Irreverzibilis inhibitorok: kémiai fegyverek és peszticidek pl.

szerves foszfátok

Ach

AchE