Ionotropní receptor

1. Ionotropní receptor
2. ionty
3. ligandy

Jakmile se Ligandy navážou na receptor, iontový kanál, v receptoru se otevře, což umožňuje iontům projít přes buněčnou membránu.

Ionotropní (nebo ligandem řízený iontový) kanál (angl. LGIC-Ligand-gated ion channel) je transmembránový iontový kanál ve formě proteinu, který se otevře pro ionty Na⁺, K⁺, Ca²⁺, a/nebo Cl⁻ a ty mohou projít přes membránu v reakci na předchozí vazbu chemického posla (ligandu), převážně neurotransmiteru.

Po excitaci presynaptického neuronu se uvolňuje neurotransmiter z vezikul do synaptické štěrbiny. Neurotransmiter se pak váže na receptory nacházející se na membráně postsynaptického neuronu., což způsobí konformační změnu a iontové kanály se otevřou a dochází k toku iontů přes buněčné membrány. Výsledkem je podle směru toku  depolarizace, pro excitační odpověď, nebo hyperpolarizace pro inhibiční odpověd.

Tyto proteiny jsou obvykle složeny z alespoň dvou různých transmembránových domén s iontovým kanálem a extracelulární doménu s alosterickým vazebným místem pro navázání ligandu. Funkce těchto receptorů se uplatní u synapse při okamžitém převodu chemického signálu v presynapsi uvolněného transmiteru do postsynaptického elektrického signálu. Reakce ionotropních receptorů se liší podle alosterického ligandu, blokátory kanálu, ionty, nebo membránového potenciálu. Proteiny  jsou rozděleny do tří rodin Cys-loop receptory, ionotropní glutamátové receptory a ATP kanály.

Klasifikace ionotropních receptorů

Dle evoluční homologie

• rodina nikotinových receptorů (pentamery): nikotinové (acetylcholin), GABAA a glycinové, 5-HT3 (serotonin)
• glutamátové ionotropní receptory (tetramery): AMPA, kainátové receptory a NMDA receptor

Dle účinku:

• agonista – aktivuje receptor v maximální možné míře,
• parciální agonista – částečná aktivace a z farmakologického hlediska stabilizátor aktivity receptoru („ani moc, ani málo“), např. buprenorfin (Subutex) využívaný při léčbě závislosti na opiátech
• antagonista – blokuje účinky neurotransmiteru a udržuje kanál v klidovém stavu, konstitutivní sporadické náhodné otevírání
• inverzní agonista – blokuje účinky neurotransmiteru a zároveň kompletně uzavírá
• pozitivní allosterický modulátor – jiné vazebné místo než transmiter, prodlužuje délku nebo zvyšuje frekvenci otevírání kanálu po jeho aktivaci neurotransmiterem, např. alkohol nebo benzodiazepiny na GABAA receptoru
• negativní allosterický modulátor – snižuje frekvenci otevírání kanálu po jeho aktivaci neurotransmiterem

Kationtové Cys-loop receptory

Typ	Třída	IUPHAR-doporučený název	Gen	Původní názvy
Serotonin (5-HT)	5-HT3	5-HT3A 5-HT3B 5-HT3C 5-HT3D 5-HT3E		5-HT3A 5-HT3B 5-HT3C 5-HT3D 5-HT3E
Nicotinic acetylcholine (nAChR)	alpha	α1 α2 α3 α4 α5 α6 α7 α9 α10		ACHRA, ACHRD, CHRNA, CMS2A, FCCMS, SCCMS
	beta	β1 β2 β3 β4		CMS2A, SCCMS, ACHRB, CHRNB, CMS1D EFNL3, nAChRB2
	gamma	γ		ACHRG
	delta	δ		ACHRD, CMS2A, FCCMS, SCCMS
	epsilon	ε		ACHRE, CMS1D, CMS1E, CMS2A, FCCMS, SCCMS
Zinc-activated ion channel (ZAC)	ZAC		ZAC1, L2m LICZ, LICZ1

Ionotropní glutamátové receptory

Na ionotropní glutamátové receptory se váže glatamátový neurotransmiter, který tvoří tetramery s extracelulární aminoterminální doménou (ATD) v každé podjednotce, která se podílí na složení tetrameru, zatímco extracelulární ligand vazebné domény (LBD) váže glutamát a transmembránové domény (TMD) tvoří iontový kanál. Transmembránové domény každé podjednotky obsahují tři transmembránové šroubovice a polovinu membránového helixu s reentrantní smyčkou. Po ATD na N konci následuje první polovina LBD, přerušená šroubovicí 1,2 a 3 TMD s druhou polovinou LBD a dokončovací helix 4 TMD na C-konci. Existují tedy tři spojení mezi TMD a extracelulárními doménami. Každé podjednotky tetrameru má vazebné místo pro glutamát tvořený dvěma LBD sekcemi tvořící tvar V. Pouze dvě z těchto míst v tetrameru musí být obsazena k otevření iontového kanálu. Samotný pór je tvořen především polovinou helixu 2 připomínající obrácený draselný kanál.

ATP kanály

ATP kanály se otvírají v reakci na vazbu nukleotidu ATP. Vytváří trimer s dvěma řetězci s C- a N-konci uvnitř buňky.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Ligand-gated ion channel na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Ionotropní receptor na Wikimedia Commons