На примере ГАМКА-рецепторов рассмотрим особенности структуры и функции ионотропных рецепторов.
Ряд работ по молекулярному клонированию показали, что ГАМКд-рецептор это гетероолигомерный гликопротеин (200-400 кД), состоящий из субъединиц семи типов (а, Р, Y, б, 8, я и 0) По крайней мере три типа субъединиц разделяются еще на подтипы (а 1—6), (Р 1—3), (у 1—3). Каждая субъединица состоит из четырех трансмембранных доменов (ТМ1-ТМ4), соединенных между собой пептидными связями. Амфифильний домен ТМ2 выстилает стенки ионного канала, проницаемого для ионов Сl.

Селективность к ионам Сl и некоторым другим анионам (в частности, НСО3-) обусловлена наличием положительно заряженных аминокислот возле устья канала. Большинство ГАМКА-рецепторов есть, вероятно, пентамерная комбинация су или с6 субъединиц. Считается, что ГАМК связывается с местами, расположенными на границе а- и Р-субъединиц. Подтип последних существенным образом влияет на характеристики ответов, вызванных медиатором.

Например, наиболее чувствительными к ГАМК являются ГАМКА-рецепторы, которые содержат сц субъединицу (ЕС50< 1 мкМ), а наименее чувствительными являются рецепторы, которые имеют а3-субъединицу (ЕС50>6 мкМ).

Экспрессия а-субъединицы обусловливает наличие максимального по проводимости состояния каналов ГАМКд-рецепторов (30 пС), в то же время при ее отсутствии проводимость не бывает больше 10—20 пС. Подтип а- и у-субъединиц влияет также на характер модуляции ГАМКА-рецепторов бенздиазепинами и Р-карболинами. Функции большинства менее распространенных субъединиц подробно не изучены. В разных областях ЦНС рецепторы могут иметь строение разного типа и, таким образом, обладать разными свойствами.

Как и у субъединиц a-холинорецептора (с которыми ГАМКд-рецепторы гомологичны на 15—20 %), у субъединиц ГАМКд-рецептора есть четыре трансмембранных домена.

Для чувствительности рецепторного комплекса к бенз-диазепинам необходимо наличие y-субъединицы, что позволяет предположить, что бенздиазепиновый рецептор расположен на этой структуре или рядом.

Для выяснения структуры связывающего центра ГАМК-рецептора были применены методы использования фотоаффинной метки и мутагенеза. Первый метод основывался на внедрении метки в очищенные препараты ГАМКА-рецепторов [3Н]-мусцимола с помощью УФ излучения, а второй подход состоял в создании рекомбинантных ГАМКА-рецепторов, которые содержали точечные мутации, то есть замены определенных аминокислот. В этих исследованиях выделили агсубъединицы, а также Туr 157, Thr 160, Thr 202 и Туг 205 Р2-субъединицы и показали, что их замена наиболее отрицательно влияла на активацию ГАМКА-рецепторов ГАМК и мусцимолом (но не пентобарбиталом). Более подробная информация о вторичной структуре центра связывания была получена при использовании анализа доступности замещенного цистеина (метод ДЗЦ).

В этом методе в участке вероятного центра связывания нативные аминокислоты заменяют на цистеин, после чего наблюдают за эффектом (изменением величин ЕС50 для рекомбинантных рецепторов), вызванных реакцией сульфгидрильных групп замещенного цистеина с N-биотиниламиноэтил-метантиосульфонатом (МТСЕА-биотином). Подразумевается, что в случае замены цистеином аминокислоты, то есть составной центра связывания, такой мутантный ГАМКд-рецептор будет иметь более низкие значения ЕС50 по сравнению с нативным рецептором. Так же анализируют скорость реакции рецептора с МТСЕА — биотином с целью выяснения расположения мутантных аминокислот. Поскольку изменения в чувствительности к ГАМК в мутантных рецепторах могут быть вызваны путем модификации процесса открываний канала, что не имеет непосредственного отношения к структуре места связывания, в работе были параллельно проанализированы и изменения чувствительности к конкурентному антагонисту SR-955331.

Благодаря методу ДЗЦ было продемонстрировано, что место связывания ГАМК сформировано аминокислотами Phe 64, Arg 66 и Ser 68 а1субъединицы, a также Ser 204, Туг 205, Arg 207 и Ser 209 Р2-субъединицы. На основании характера и скорости реакции рецептора с МТСЕА — биотином сделано предположение, что ГАМКА-рецептор, возможно, представляет собой глубокий желоб, который сужается при открываниях канала.

- Читать далее "Метаботропные рецепторы лекарств. Взаимодействие лекарств с рецепторами"