Γ-氨基丁酸A型受體

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GABAA 受體結(jié)構(gòu)上圖: GABAA受體嵌入細(xì)胞膜的側(cè)視圖,標(biāo)記有巴比妥類(lèi)藥物,乙醇和吸入性麻醉劑位點(diǎn)下圖:視角在細(xì)胞膜外的受體俯視圖,標(biāo)記有GABAA受體亞基的名字,以及GABA和苯二氮?類(lèi)藥物的位點(diǎn)[1]

GABAA受體(又稱(chēng)作γ-氨基丁酸A型受體)是一種離子型受體,而且是一類(lèi)配體門(mén)控型離子通道。此通道的內(nèi)源性配體是一種被稱(chēng)為GABA的神經(jīng)遞質(zhì)。GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)里的一種主要的遞質(zhì),雖然GABA在神經(jīng)遞質(zhì)的釋放過(guò)程中產(chǎn)生的是抑制性效應(yīng),但GABA本身并非一種抑制性而是一種刺激性遞質(zhì),因?yàn)镚ABA激活GABA受體的開(kāi)放。在GABAA受體被激活后,可以選擇性的讓Cl-通過(guò),引起神經(jīng)元超極化。這種超極化引起了神經(jīng)信號(hào)傳遞抑制,因?yàn)榻档土?a href="/w/%E5%8A%A8%E4%BD%9C%E7%94%B5%E4%BD%8D" title="動(dòng)作電位">動(dòng)作電位產(chǎn)生的成功率GABAA,在正常條件下產(chǎn)生的抑制性突觸后電位的翻轉(zhuǎn)電位是-75 mV,高于GABAB受體的-100 mV。

GABAA受體的活性位點(diǎn)可與GABA以及許多藥物諸如蕈醇、加波沙朵、荷包牡丹堿等結(jié)合。受體也包含許多異構(gòu)調(diào)節(jié),可間接調(diào)節(jié)受體活性,可調(diào)控異構(gòu)位點(diǎn)的藥物包括苯二氮?類(lèi)類(lèi)苯二氮平類(lèi)藥物、巴比妥類(lèi)藥物、乙醇[2]、神經(jīng)甾體、吸入性麻醉劑、印防己毒素[3]。

藥物導(dǎo)致GABAA受體對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)的中度抑制可使患者消除焦慮感(抗焦慮作用),而更強(qiáng)的抑制作用則會(huì)產(chǎn)生全身麻醉。藥物的嚴(yán)重過(guò)量鮮有出現(xiàn),而產(chǎn)生的反應(yīng)是延長(zhǎng)麻醉時(shí)間,甚至出現(xiàn)死亡[4]。

目錄

苯二氮?類(lèi)位點(diǎn)

苯二氮?類(lèi)藥物可結(jié)合離子型GABAA受體蛋白復(fù)合物的靶點(diǎn)。苯二氮?類(lèi)的靶點(diǎn)位置與內(nèi)源性配體GABA的靶點(diǎn)位置不同,并非處于α和β亞基之間,而是一個(gè)特殊的苯二氮?靶點(diǎn),這個(gè)靶點(diǎn)存在于含有α和γ亞基的受體中,位于α和γ亞基之間(如圖所示)[5][6]。大部分的GABAA受體(含有α1,α2,α3或α5亞基的受體)對(duì)于苯二氮?類(lèi)藥物敏感,但少數(shù)含有α4或者α6亞基的受體對(duì)傳統(tǒng)1,4- 苯二氮?類(lèi)藥物無(wú)敏感性[7],對(duì)其他類(lèi)型的GABA能藥物例如神經(jīng)甾體和乙醇卻存在敏感性。GABAA受體與外周苯二氮?受體(又稱(chēng)作轉(zhuǎn)位子蛋白)并無(wú)關(guān)系。IUPHAR建議,不再使用過(guò)去的"苯二氮?受體", "GABA/苯二氮?受體" 及"ω受體" 等術(shù)語(yǔ),并將"苯二氮?受體"更名為"苯二氮?靶點(diǎn)"[8]。

若一個(gè)GABAA受體對(duì)苯二氮?類(lèi)藥物敏感,該受體一定帶有至少一個(gè)α 和一個(gè)γ亞基,使之形成苯二氮?靶點(diǎn)。一旦苯二氮?類(lèi)藥物與之靶點(diǎn)結(jié)合,可使GABAA受體固定于一種對(duì)GABA產(chǎn)生高親和性的構(gòu)型,該構(gòu)型增加氯離子通道開(kāi)放頻率并以此讓細(xì)胞膜超極化,加強(qiáng)了GABA對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的抑制效應(yīng)并引起鎮(zhèn)靜及抗焦慮效應(yīng)。 不同的苯二氮?藥物對(duì)GABAA受體有不同的親和性,這種親和性的不同是由受體的亞基不同所造成的。例如,與α1和/或α5亞基親和力高的配體能產(chǎn)生更嚴(yán)重的鎮(zhèn)靜,共濟(jì)失調(diào)和失憶癥;對(duì)含有α2和/或α3亞基的受體產(chǎn)生更高親和力的配體則會(huì)有更強(qiáng)的抗焦慮作用[9]。抗驚厥效果可以由任意一種亞基組合的受體中產(chǎn)生,但現(xiàn)在的研究主要集中于α2亞基選擇性激動(dòng)劑的方向,因?yàn)檫@種藥物產(chǎn)生的副作用較小,而傳統(tǒng)藥物則會(huì)產(chǎn)生鎮(zhèn)靜,失憶等副作用。

苯二氮?類(lèi)藥物在GABAA受體的結(jié)合位點(diǎn)與巴比妥類(lèi)藥物以及GABA的位點(diǎn)都不相同[10],因此產(chǎn)生迥異的藥效。苯二氮?類(lèi)會(huì)引起氯離子通道開(kāi)放更加頻繁,而巴比妥類(lèi)則增加氯離子通道的開(kāi)放時(shí)間[11] 。因?yàn)閮深?lèi)藥物的調(diào)節(jié)過(guò)程并不相同,兩種調(diào)節(jié)可以同時(shí)發(fā)生,產(chǎn)生強(qiáng)效的協(xié)同作用,并可能使患者處于十分危險(xiǎn)的境地。

另外,某些GABAA受體激動(dòng)劑(如蠅蕈醇和加波沙朵會(huì)與受體上GABA位點(diǎn)結(jié)合,產(chǎn)生與苯二氮?類(lèi)藥物相似卻不完全相同的效應(yīng)。

結(jié)構(gòu)與功能

GABAA 受體的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。 左圖: GABAA 亞基單體嵌入磷脂雙分子層。圖中圓筒狀物是四個(gè)跨膜α螺旋區(qū)域。N-端膜外形成半胱氨酸環(huán)的二硫鍵用黃線表示。 右圖:五個(gè)亞基對(duì)稱(chēng)分布,形成中央氯離子通道。 膜外肽鏈未畫(huà)出。
GABAA 受體蛋白的簡(jiǎn)圖 圖中顯示五個(gè)亞基形成受體蛋白Cl-離子通道。圖中有兩個(gè)GABA位點(diǎn),位于α1和β2亞基間,而苯二氮?類(lèi)異構(gòu)位點(diǎn)位于α1和γ2亞基間

GABAA受體是由五個(gè)亞基組成的跨膜受體,五個(gè)亞基圍繞形成離子通道。每個(gè)亞基包含四個(gè)跨膜域,N-和C-末端都在細(xì)胞外。GABAA受體存在于神經(jīng)元的細(xì)胞膜上,大部分該受體處于突觸后膜上,而某些受體的同源異構(gòu)體也會(huì)出現(xiàn)在突觸以外的地方[12]。GABA是GABAA受體的內(nèi)源性配體,結(jié)合時(shí)可使受體通道開(kāi)放。當(dāng)GABA與受體結(jié)合時(shí),受體在細(xì)胞膜上發(fā)生構(gòu)型改變,通道孔打開(kāi),氯陰離子可順著電勢(shì)和濃度梯度通過(guò)離子通道。由于大多數(shù)神經(jīng)元上的氯離子的翻轉(zhuǎn)電位在細(xì)胞膜靜息電位附近,或略低于靜息電位,GABAA受體的激活可以使靜息電位更加穩(wěn)定,甚至使細(xì)胞超極化,以至于弱化了激動(dòng)性神經(jīng)遞質(zhì)的去極化效果和產(chǎn)生動(dòng)作電位的可能。因此,該受體主要發(fā)揮抑制性作用,減少神經(jīng)元的活動(dòng)。GABAA受體是離子型受體,開(kāi)放速度快,因此在抑制性突觸后電位的過(guò)程中屬于早期效應(yīng)[13][14]。內(nèi)源性苯二氮?類(lèi)位點(diǎn)的配體是肌苷。

亞基

GABA受體是半胱氨酸環(huán)超家族的一員,半胱氨酸環(huán)超家族包含一些在進(jìn)化上相關(guān)的并在結(jié)構(gòu)上相似的配體門(mén)控離子通道如煙堿型乙酰膽堿受體甘氨酸受體,5-HT3受體。GABAA受體包含許多同源異構(gòu)體,不同的異構(gòu)體決定了受體的配體親和性,通道開(kāi)放率,離子電導(dǎo)性等性質(zhì)[15]。

在人體中,包含以下亞基[16]

還有三種ρ亞基(GABRR1, GABRR2, GABRR3),但ρ亞基并不與上述的其他亞基結(jié)合,而是形成GABA-ρ受體的同寡聚體(曾被認(rèn)為是GABAC受體)。 五個(gè)亞基會(huì)以不同的組合形成GABAA受體。形成GABA門(mén)控離子通道的要求是至少有一個(gè)α 亞基和一個(gè)β亞基[17],而大腦中GABAA受體最常見(jiàn)的構(gòu)成是兩個(gè)α亞基,兩個(gè)β亞基和一個(gè)γ亞基形成的五聚體(α2β2γ)[16]。

而兩個(gè)GABA分別結(jié)合在GABAA受體的兩個(gè)位點(diǎn)上[18],GABA位點(diǎn)位于α亞基和β亞基之間[16]。

配體

科學(xué)發(fā)現(xiàn)除GABA以外,一系列的配體都能夠與GABAA受體結(jié)合,并能對(duì)該受體產(chǎn)生產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。

類(lèi)型

典型藥物

藥效

能夠激動(dòng)GABAA受體的配體通常能夠產(chǎn)生抗焦慮,抗驚厥,失憶癥,鎮(zhèn)靜,催眠,欣快以及肌肉松弛等效果。某些藥物,比如蠅蕈醇,也能夠引發(fā)幻覺(jué)。而能夠阻滯GABAA受體活性的配體則能產(chǎn)生相反的效果,比如產(chǎn)生焦慮及痙攣等。當(dāng)前研究集中于某些亞基選擇性異構(gòu)拮抗劑當(dāng)中,比如α5IA等,因?yàn)檫@些藥物可產(chǎn)生益智效果,并能緩解GABA能藥物產(chǎn)生的副作用[24]

新型藥物

許多苯二氮?類(lèi)位點(diǎn)異構(gòu)調(diào)節(jié)劑都有一種重要的性質(zhì),即它們能夠選擇性地結(jié)合某些特別的受體,這些受體由特定的亞基構(gòu)成。這種性質(zhì)可以用來(lái)檢測(cè)哪種GABAA受體的亞基組合在腦的特定區(qū)域的表達(dá)占優(yōu)勢(shì),同時(shí)也提供了GABAA受體的亞基組合調(diào)節(jié)行為的證據(jù),因?yàn)椴煌乃幬飳?duì)GABAA受體的調(diào)控產(chǎn)生特定的生理表現(xiàn)。這些選擇性的配體有良好的藥理學(xué)特性,因?yàn)檫@些配體能夠產(chǎn)生需要的治療效果,但卻不產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用[25]。除了對(duì)α1亞基有一定選擇性的藥物唑吡坦以外,幾乎沒(méi)有其他亞基選擇性配體進(jìn)入臨床使用,但不少亞基選擇性化合物正在開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中,比如α3選擇性藥物Adipiplon。許多亞基選擇性化合物在科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用,其中包括:

分布

由于GABAA負(fù)責(zé)調(diào)控大部分在中樞神經(jīng)中的由GABA激活的生理活動(dòng),亞基在腦中的許多組織中都有表達(dá)。亞基在不同區(qū)域有著不同的組成,而GABAA受體的不同亞型也產(chǎn)生了特異的功能。另外,GABAA受體也會(huì)存在于其他組織當(dāng)中,這些組織包括間質(zhì)細(xì)胞胎盤(pán),免疫細(xì)胞,肝臟骺板及某些內(nèi)分泌組織。亞基在正常細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞的表達(dá)迥異。GABAA受體能夠影響細(xì)胞增殖過(guò)程[27]。

相關(guān)條目

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外部鏈接

參考來(lái)源

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