Transzepitheliális transzportfolyamatok.Biológiai jelátvitel I.: receptorok, G-fehérjék.

előadó: Prof. Hunyady László

Sejtek közötti KOMMUNIKÁCIÓ:

1. Réskapcsolatok

egyszerű diffúzióval a két ic. tér között
gap junction channelen keresztül (connexin fehérjék)
pl. a szívizomsejtek közti Ca²⁺ jel tovaterjedése

2. Synapticus kapcsolatok

NEUROTRANSZMITTEREK
az idegsejtek hormonokat is szecernálhatnak (CRH, TRH), ez a folyamat a neuroszekréció

3. Autokrin szabályozás

a sejt által szecernált szabályozó molekula magának a sejtnek a működésére hat

4. Parakrin szabályozás

a sejt által szecernált MEDIÁTOR a közeli sejtekre hat
pl. citokinek, kemokinek, GF-ok, AA → eikozanoidok, hisztamin
ide tartoznak még a lényeges információt hordozó, ám nem szekréciós termékek is, pl. a trombin és a patogének

5. Endokrin szabályozzás

specifikus endokrin sejtek által termelt HORMONOK
a véráramba kerülve a keletkezés helyétől távol hatnak

RECEPTOROK

biológiailag fontos anyagokat ismernek fel és kötnek (hormonokat, neurotranszmittereket, parakrin mediátorokat = LIGANDOK)
a megkötést követően az adott sejtben biológiai választ hoznak létre.
Tulajdonságaik:
1. nagy affinitással (nanomoláros körüli tartományban)
2. reverzibilisen kötnek
3. telítési kinetikát mutatnak
4. a kötés specifikus
5. biológiai hatást hoz létre
Agonista és antagonista ligandok:
- LIGAND: a receptorhoz specifikusan kötődő és biológiai hatással rendelkező molekula
- K_d: az a ligandkoncentráció, amelynél a jelen lévő receptorok fele ligandot köt (!) Ez a receptor ligand iránti affinitását jelzi, valamint fontos, hogy a Kd körüli tartományban reszponzív a receptor.
- Relatív hatáserősség (POTENCY):
  - azt mutatja meg, hogy adott ligandkoncentráció milyen biológiai hatást hoz létre.
  - Effektív koncentráció (EC₅₀): az a ligandkoncentráció, ahol 50%-os biológiai hatást érünk el.
  - egy adott receptort a különböző ligandjai különböző koncentrációtartományokban aktiválhatják
  - minél alacsonyabb az EC₅₀, annál nagyobb a potency
- Relatív hatékonyság (EFFICACY):
  - adott koncentrációtartományban a ligand nagyobb hatást hoz létre, mint b
  - ekkor a ligand relatív hatékonysága nagyobb, mint b ligandé
  - a ligandok lehetnek AGONISTÁK (kötődésükkel aktiválják a receptort) vagy ANTAGONISTÁK (gátolják az agonisták hatását). Ezutóbbiak lehetnek kompetitív vagy non-kompetitív antagonisták.
A receptor ligandkötését követő állapotváltozások:
- R+L → LR → LR*
- a konformációszelekciós elmélet szerint a ligand képes választani R és R* (aktivált állapot) között. Egyes ligandok az egyik, mások a másik állapothoz kötődnek jobban
- Agonista:
  - R*-hoz kötődik nagy affinitással
  - L+R → LR* tolja el a reakciót
  - ennek eredményeként R koncentrációja csökken, R*-é nő
  - bekövetkezik a receptoraktiváció
- Inverz agonista:
  - R-hez kötődik nagy affinitással
  - L+R → LR* tolja el a reakciót
  - az egyensúly az inaktív állapot irányába tolódik el
- Neutrális antagonista
  - azonos affinitással kötődik R és R* állapothoz, így nem is változtatja meg az arányukat, ellenben gátolja az agonista kötődését
- KONSTITUTÍVAN AKTÍV RECEPTOR
  - ligand nélkül is aktív
  - a neutrális antagonista hatástalan az esetében, ellenben inverz agonistával gátolhatók

A RECEPTOROK OSZTÁLYOZÁSA

Receptortípus	Jellemző tulajdonságok
Mediátortól függő ic. transzkripciós regulátorok	NUKLEÁRIS RECEPTOR szupercsalád: DNS-kötő doménnel rendelkeznek
Transzmitterrel szabályozott IONCSATORNÁK	Oligomer fehérjék, az alegységek egy vagy több TM szakasza fog közre egy csatornát
7TM FEHÉRJÉK	G-fehérjéhez kapcsolódó receptorok
1TM FEHÉRJÉK	1. Enzimaktivitásuk van (Tyr-kináz, Gunailát-cikláz, Ser-Thr-kináz) 2. Nincs enzimaktivitásuk, közvetlenül kapcsolódnak ic. Tyr-kinázhoz