Ionotropní receptor

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.^[1]

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

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