Наркомания. Нейропептид Морфиновые рецепторы - Зайцев С.В.
ISBN 5-211-02349-8
Скачать (прямая ссылка):
Анализ констант скоростей ассоциации нейрогормонов с рецепторами и констант скоростей диссоциации лиганд-рецептор-ных комплексов (Леви, 1979; Зайцев, 1986; Курочкин с соавт.,
1988) показывает, что в то время как, например, для низкомолекулярных лигандов большинство констант скоростей ассоциации сравнимы по величине (ка ~ 107-108 м-1с-1) и лежат вблизи диффузионно-контролируемого предела, константы скоростей диссоциации в существенной мере зависят от вида лиганда и типа рецептора (ка лежат в диапазоне 10~3-Ю2 с-1). При этом величина константы скорости диссоциации комплекса лиганд-рецептор изменяется, обычно в сторону увеличения (Wessling-Resnich et al.,
1987), в процессе трансакции сигнала с рецептора.
1.3. ПРОБЛЕМА ГЕТЕРОГЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ РЕЦЕПТОРОВ
Характерной особенностью ряда рецепторных систем является представительство в популяции рецепторов подклассов, отличающихся константами сродства к одному и тому же лиганду. Летально проблема гетерогенности популяции рецепторов исследована во многих работах (Munson, Rodbard, 1980; Варфоломеев, Зайцев, Мевх, 1985; Зайцев с соавт., 1985; Зайцев, 1987; Зайцев, Курочкин, Варфоломеев, 1987; Kosterlitz et. al., 1985) на примере системы опиоидных рецепторов, специфичных к нейропептидам энкефалиновой природы и морфину. Концентрация связанного лиганда в системе гетерогенных по сродству рецепторов (В) как функция концентрации свободного лиганда (L) описывается уравнением
-A [Ri]o[L] .
- ( ’ где [R;]o - концентрация субпопуляции рецепторов, К; - константа диссоциации комплекса лиганд - рецептор i-ro класса. Задача дискриминации подклассов рецепторов и их характеристики сводится в первую очередь к определению числа п и значений К;. В настоящее время развиты достаточно надежные методы дискриминации подклассов рецепторов в общей популяции. Эти методы
включают как графическую визуализацию уравнения (1.1) для различных п, так и компьютерную его интерпретацию со статистической обработкой результатов эксперимента. Наиболее продвинутым в этом плане представляется метод имитационного моделировантл (Курочкин с соавт., 1984; Варфоломеев, Зайцев, Мевх, 1985; Зайцев, Курочкин, Варфоломеев, 1987). Существенный вклад в развитие методов дискриминации рецепторов вносит разностный метод (Зайцев с соавт., 1985; Зайцев, Курочкин, Варфоломеев, 19о7; Melikhova et al., 1988). Применение этих методов к анализу лиганд-рецепторных взаимодействий будет рассмотрено ниже (гл. II).
Так, для системы опиоидных рецепторов развитые формальные подходы позволили установить (см. подробно гл. III) что как морфин, так и аналог лейэнкефалина D-Ala2 D-Leu5 энкефалин взаимодейстг /ют с тремя типами независимых центров связывания: супервысокоаффинными (К~3-5,6-Ю~10 М), высокоаффинными (К~ 5-10-10-9 М) и низко аффинными (К~ 10~8-10~7 М) (Зайцев с соавт., 19Su; Varfolomeev et al., 1987). При этом как супервысо-коаффинные центры связывания морфина, так и отличные от них супервысокоаффинные центры энкефалина в популяции опиоидных рецепторов представлены весьма слабо.
Наличие гетерогенной популяции рецепторов характерно как для большинства эндогенных регуляторов нейрогормональной природы, так и для многих лекарственных препаратов (Snyder, 1983; Wilson, Minneman, 1989; Htroutka, 1989). Учитывая, что во многих случгях гетерогенная популяция тех или иных рецепторов существу ет не только в пределах одного органа или ткани, а также на одних и тех же клетках (Leslie, Altar, 1988), можно полагать, что одновременное действие лиганда на отличающиеся по свойствам рецепторы есть один из видов механизма функционирования рецепторно-ферментных систем, который дает более широкие возможности как для регуляции клеточного ответа при действии нейрогормона, так и для его адаптации к длительным действиям различных веществ, в том числе наркотической природы (см. ниже) (Зайцев с соавт., 1986; Варфолрмеев с соавт., 1989; Varfolomeev, Zaitsev, 1989).
1.4. УСИЛЕНИЕ СИГНАЛА
Клеточный ответ на лиганд-рецепторное взаимодействие с необходимостью предполагает высокоэффективное усиление первичного хим ического сигнала. Это определяется тем, что энергетически лиганд-рецепторные взаимодействия весьма мало значимы, в то время как осуществление клеточного ответа требует заметного энергетического усиления. В качестве примера эффективного усиления первичного сигнала можно привести данные по
1 О
связи между взаимодействием простагландина Ei (агонист прос-тациклина) с рецепторами и процессами дезагрегации тромбоцитов. Оказывается, что действие всего лишь десяти молекул PGEi с тромбоцитарными рецепторами способно в два раза затормози; ь процесс агрегации тромбоцитов (Шевченко с соавт..
1988). Это обеспечивается высокоэффективным ферментативным усилением сигнала, запускаемым лиганд-рецепторным взаимодействием.
На уровне клеточного ответа реализуется, по-видимому, несколько молекулярных механизмов усиления первичного сигнала. Во-первых, рецептор может служить регулятором ионного канала, обеспечивая при взаимодействии с лигандом проникновение в клетку или выход из клетки большого числа ионов. Типичным примером рецепторов такого типа является ацетилхолиновый рецептор никотинового типа (Popot, Changeux, 1984). Во-вторых, белок-рецептор может содержать домен или субъединицу, обладающую ферментативной активностью: например, рецепторы, обладающие киназной активностью, - рецептор к фактору роста эпидермиса, инсулину и т.д. (Schlessinger, 1988; Andersen, 1989). В этом случае роль сигнальной молекулы лиганда заключается в аллостерической регуляции каталитического домена рецептора, расположенного по ту сторону мембраны. При этом усиление сигнала обеспечивается накоплением продуктов ферментативной реакции. В-третьих, рецепторная молекула при комплексообразо-вании с ней лиганда может активировать или ингибировать фермент либо ионный канал через посредство сопрягающего белка, например GTP-связывающего белка. Классическими примерами данного типа механизмов являются механизмы с участием рецепторных систем, сопряженных с аденилатциклазой, фосфолипаза-ми А-2 и С, NADPH-оксидазой, фосфодиэстеразой, К+-каналами (Hauthorne, 1988; Ross, 1989).
