G-protein-koblede receptorer
GPCR er beskrevet som den mest livsnødvendige gruppe proteiner.[1] Forkortelsen står for G-protein–coupled receptor, på dansk G-protein-koblede receptorer. Disse receptorer er prominente medlemmer af en familie af membramproteiner kaldet 7TM - et kort navn for 7 transmembrane receptorer. Dette navn kommer af, at receptormolekylet slynger sig som en slange syv gange gennem cellemembranen (se billederne). At et protein er G-koblet vil sige at det bruger GTP (Guanosintrifosfat) til at tilføre energi for at udføre sit arbejde, i modsætning til mange proteiner, som normalt bruger ATP.
Alle G-protein-koblede receptorer sidder i cellemembranen og er populært sagt cellernes "dørvogtere". Ved binding af en ligand ændrer receptoren konformation og aktiverer et G-protein[2] der udløser et biokemisk, cellulært respons, der kan tage mange veje og omtales som signaltransduktion.[3] Ligander kan være fotoner, smagsstoffer, duftstoffer, hormoner, lægemidler, kemikalier.
Hos mennesket og pattedyr er der en superfamilie af omkring 800 G-protein-koblede receptorer, der på det molekylære niveau tager vare på utallige vigtige reaktioner i og mellem organismens celler.[4] Velkendte eksempler er syns-receptoren rhodopsin og hormonreceptoren for adrenalin. Selv om der ikke synes megen lighed mellem opfattelsen af sansindtryk og hormoners virkning, har de lignende receptorer: 7TM strukturen er fælles med homologi af aminosyresekvensen.
Nobelprisen i kemi blev i 2012 tildelt Brian Kobilka og Robert Lefkowitz for deres arbejde med GPCR og deres funktion.[5] [6] [7]
Mange funktioner
redigér- Lugt [8]
- Smag
- Syn
- Neurotransmission
- Hormonsecretion
- Chemotaxi
- Exocytose
- Kontrol af blodtryk
- Embryogenese
- Cellevækst og differentiering [9]
- Virusinfektion
- Carcinogenese
Mange eksempler
redigér"The human protein atlas" beskriver 774 humane G-proteinkoblede receptorer[10] her er nogle eksempler:
- Opioid-receptorer findes udbredt både i centralnervesystemet, det perifere nervesystem og i mave-tarm-kanalen og binder både endogene neuropeptider (opioid-peptiderne), andre opioider og opiater.
- Dopamin-receptorerne består af mindst to familier af G-protein-koblede receptorer i det centrale nervesystem (CNS) og spiller en rolle i mange neurologiske processer som motivation, glæde, kognition (tænkning), indlæring, hukommelse, bevægelseskontrol og modulering af neuroendocrin signalering.
- Cannabinoid-receptorerne CB1[11] og CB2, to G-protein-koblede receptorer i det endocannabinoide system, der er placeret i det centrale og perifere nervesystem .
- Receptorer for feromoner er lokaliseret i det vomeronasale organ og der er identificeret tre familier af receptorer: V1R (VN1R1; VN1R2; VN1R3; VN1R5), V2R og V3R.
- CXCR4, chemokin-receptor type 4 er en cytokinreceptor og findes på overfladen af celler i det centrale nervesystem og immunsystemet og vides at være involveret i 23 kræftformer og to immunsygdomme, hvorfor denne receptor er blevet studeret flittigt som mål for lægemidler.[12]
- CCR5, chemokin-receptor type 5 eller CD195 er en cytokinreceptor og findes på overfladen af hvide blodceller bl.a. T-cellerne. For at trænge ind i T-cellerne binder HIV, en virus der forårsager AIDS, sig til CCR5.[13][14]
- CCR5-delta32, CCR5-Δ32 er en meget sjælden mutation af receptoren CCR5, hvor 32 aminosyrer mangler, således at HIV ikke kan binde sig til receptoren og trænge ind i cellerne.[15][16]
- OR2AT4 er receptor for et syntetisk duftstof kaldet sandalore, som starter en kaskade af molekylære signaler, der synes at inducere reparationen af skadet væv.[8]
Farmaka og GPCR
redigérMeget medicin retter sig mod GPCR og meget forskning drejer sig om GPCR på grund af deres mange vigtige funktioner.
- Antihistamin-allergimedicin virker ved at blokkere histaminreceptoren
- Antidepresiv medicin virker ved at reagere med serotoninreceptoren
- Betablokkere virker ved at reagere med adrenoreceptoren
- Mange antipsykotiske farmaka hæmmer dopaminreceptorerne
- Mange psykostimulerende farmaka aktiverer dopaminreceptorerne, se også LSD
Andre virkningsmekanismer kan være farmaka som enzymhæmmere, der griber ind i en signalvej over en GPCR, som f.eks. aspirin, der hæmmer enzymet cyclooxygenase, der danner de smerte-signallerende molekyler kalder prostaglandiner.
Se også
redigérEksterne links og henvisninger
redigér- ^ "Exploring the Elusive World of Life's Most Vital Proteins. Livescience". Arkiveret fra originalen 11. august 2014. Hentet 14. august 2014.
- ^ "G Proteins. Molecule of the Month. Protein Data Bank". Arkiveret fra originalen 18. januar 2015. Hentet 8. januar 2015.
- ^ Seven-Transmembrane-Helix Receptors Change Conformation in Response to Ligand Binding and Activate G Proteins. Biochemistry
- ^ "Exploring the Elusive World of Life's Most Vital Proteins. NIH". Arkiveret fra originalen 5. april 2015. Hentet 8. januar 2015.
- ^ "The Nobel Prize in Chemistry 2012". Arkiveret fra originalen 12. oktober 2012. Hentet 14. august 2014.
- ^ "Cells and sensibility" (PDF). Arkiveret (PDF) fra originalen 8. oktober 2014. Hentet 14. august 2014.
- ^ "Studies of G-protein coupled receptors" (PDF). Arkiveret (PDF) fra originalen 26. september 2014. Hentet 14. august 2014.
- ^ a b "Smell Turns Up in Unexpected Places. The New York Times Science". Arkiveret fra originalen 27. oktober 2014. Hentet 19. oktober 2014.
- ^ "Peptide Hormone G Protein-Coupled Receptors. R&D systems". Arkiveret fra originalen 17. august 2014. Hentet 15. august 2014.
- ^ "G-protein coupled receptors. The human protein atlas". Arkiveret fra originalen 2. april 2015. Hentet 12. marts 2015.
- ^ "Cannabis Receptor May Be More Flexible Than We Originally Thought. IFLScience 2017". Arkiveret fra originalen 9. juli 2017. Hentet 9. juli 2017.
- ^ "Chemokine receptor type 4 (CXCR4): diseases, drugs and druggable target molecules. Protein Focus". Arkiveret fra originalen 25. september 2015. Hentet 8. januar 2015.
- ^ "CRISPR: En genetisk schweizerkniv, som kan ændre menneskeheden for altid. Information 2018". Arkiveret fra originalen 19. juni 2019. Hentet 19. juni 2019.
- ^ "CRISPR Scientists Slam Methods Used on Gene-Edited Babies. The Scientist 2018". Arkiveret fra originalen 27. juli 2020. Hentet 8. juli 2020.
- ^ "Only 1 Person Has Been Cured of HIV: New Study Suggests Why. Livescience". Arkiveret fra originalen 28. september 2014. Hentet 27. september 2014.
- ^ "Genetic Mutation that Prevents HIV Infection Tied to Earlier Death. The Scientist 2019". Arkiveret fra originalen 1. november 2019. Hentet 4. juni 2019.