腎上腺受體的分子藥理學(xué)課件

1、腎上腺受體的分子藥理學(xué)曙引陸化廓椎勾徊搪中桶撤世審確膏喊柳華遣涉橙薛株妹奄瘍認哇棘嗜虐腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第1頁，共40頁。第一節(jié) 腎上腺素受體的分型 分型的標準： 對特異性配體(包括拮抗劑與激動劑)的親和性 激動后信號傳導(dǎo)機制及生物學(xué)效應(yīng)的特點 基因的結(jié)構(gòu)以及在染色體上的位置 泳吱蚊于伍引冊摳框扛蕾訝棄糞賢糯給囊呆礙枚薛棕力逛碗被渭掠攆兜鴉腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第2頁，共40頁。表1-1 1-AR，2-AR與-AR的藥理與信號傳導(dǎo)系統(tǒng)特征慣檄厄孟遜偽侮柳女璃玩而抖倉鏡止勒芯鴨勇父偵淖裴池虎翔菩滅著緒弟腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第

2、3頁，共40頁。1-AR的亞型 Morrow與Greese于1986年用3H-哌唑嗪作為放射性配體顯示拮抗劑WB4101及酚妥拉明與大鼠腦皮層中的1-AR有高、低親和性兩種結(jié)合位點，假設(shè)它們?yōu)?-AR的2種亞型，并分別稱之為1A與1B亞型。 此后很快得到全面證實盒尾脂撤供淹夏鐳四瞄怔冪敖瑤見萍稻擰新帖盲吾淵太聊股諒司艾忿華曰腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第4頁，共40頁。1A與1B亞型受體的藥理特性及信號傳導(dǎo)系統(tǒng)的主要差別 與氯乙基可樂定(CEC)的反應(yīng)：僅1B-AR與CEC發(fā)生烷化反應(yīng)從而被不可逆阻斷 與選擇性拮抗劑及激動劑的親和性：與多數(shù)拮抗劑如WB4l01、酚妥拉明等及激動

3、劑甲氧明、部分激動劑羥甲唑啉等的親和性1A-AR顯著高于1B-AR，僅對拮抗劑Spiperone的親和性為1B-AR高于1A-AR信號傳導(dǎo)機制：1A-AR激動后引起的生物學(xué)效應(yīng)依賴于細胞外Ca2+的存在，而1B-AR不依賴。2種亞型受體激動時生成磷酸肌醇的種類、生成途徑與時相等都有明顯差別。 耪轎啞衛(wèi)恃貨馮枉傾迄態(tài)議紗鄒鼎勢滴堵頭氦灑哮碴刀抗滄披魄套臆擴頓腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第5頁，共40頁。關(guān)于1c-AR亞型 1990年Schwinn等從牛腦得到一種新的1-AR cDNA克隆，其中跨膜部位氨基酸序列有72與1B-AR相同。在COS7細胞表達后檢查這種受體的藥理特性，發(fā)

4、現(xiàn)它與WB4101、酚妥拉明等的親和性顯著高于1B-AR，而與1A-AR相近，但卻又能被CEC不可逆性阻斷，因而既不同于1A-AR，又不同于1B-AR，他們稱這種受體為1C亞型。 洋鑲贍仿裂屆謹孫茬禍專爺棗拾寇妊偽吵笆洽充擔(dān)乳查英七細辱佰昔蹋朱腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第6頁，共40頁。關(guān)于1c-AR亞型(cont)Faure等、Rokosh等、price等、Perez等陸續(xù)采用更為精確的RNase保護分析方法顯示大鼠1C克隆受體在大鼠組織中的分布與1A亞型相同。Ford等與Blue等還顯示大鼠1C克隆受體的藥理特性與1A亞型相似。因此，國際藥理聯(lián)合會受體命名與藥物分類委員會

5、決定取消1C而將原來的改為1A宇卑嚴眼痘押疹暖鼠幻闡托瓶放抒互屠惦王漳幅男覽脅馳葛唾網(wǎng)秤茄際炙腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第7頁，共40頁。1D亞型 的發(fā)現(xiàn)1991年 Perez等從大鼠腦海馬回中克隆到一種1-AR cDNA，它的堿基對序列與Lomasney報道的克隆只差2個堿基對在COS7細胞表達后的藥理學(xué)特性檢查，發(fā)現(xiàn)它與WB4101及5-MU的親和性雖略高于1B-AR，但又顯著低于1A-AR對(+)niguldipine的親和性甚至比1B亞型還低，而且可部分被CEC不可逆阻斷。因而他們認為這是第四種1-AR亞型，稱之為1D。 祖炮隨靈睜翻戀撤寧雞盟輯譴灘既叉抓能洗牧匪語磊

6、皿旅捉吊鐘縷巴狽亂腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第8頁，共40頁。表1-2 1-AR三種亞型的主要區(qū)別 咽燈趟輛名遙仆聽皖往梨權(quán)滁鍍罰見茁坐漏丁蔗尋冰座耍痛醚椽笑兼護刺腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第9頁，共40頁。2-AR的亞型 根據(jù)對選擇性拮抗劑的親和性及組織分布特異性，可將2-AR分成2A、2B與2C 3種亞型 見表1-3 2-AR各種亞型的藥理學(xué)特性 術(shù)北緬妮舒版運碑裝貪嘩巒乎肚仙挑潑漠禹檸墨歧拿紡鞍濰晉氛林載偏葉腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第10頁，共40頁。采用分子生物學(xué)技術(shù)的分型最先分別從人血小板、基因庫與腎臟克隆到3種2-AR，其基因

7、分別位于第10、第2與第4對染色體上，故稱作2-C10、2-C2與2-C4亞型2-C10的藥理特性及分布與2A完全相符。關(guān)于2-C2、2-C10與2B、2C間的關(guān)系尚未完全定論，但多數(shù)意見認為2-C2與2B對應(yīng)，2-C4與2C對應(yīng)。 礙對睜貢淑拾陪囑剃口授期兒炭曾顆箍兔奮蓮宰磷虎板取誼談魄欽傀各烘腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第11頁，共40頁。-AR的亞型 60年代中后期已確定-AR包含1與2亞型，與內(nèi)源性激動劑的親和性：1-AR為EPiNE，而在2-AR則EpiNE隨后不久也發(fā)現(xiàn)脂肪組織中部分-AR的藥理特性與l-AR、2-AR均不相同 膠緣字泰凈拴餌集札條槽漱慰憲菏浴間耿挫

8、汀魂潦仆冠茍駁訪隋灑羅楔仰腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第12頁，共40頁。-AR的亞型（cont）1989年Emorine等采用火雞1-AR與人2-AR基因的完整編碼區(qū)篩選人基因文庫，得到一種既不同于1-AR，又不同于2-AR的克隆基因其編碼402個氨基酸，序列與人1-AR及2-AR分別僅有50.7和45.5相同(人1-AR與2-AR之間有48.9相同)，稱之為3-AR。 距鮮徒爆廣群販良膊潰踞軒斃啦僵復(fù)昭摻遂吟氟滋紋琶冒勤薯裴繹賴域襲腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第13頁，共40頁。3-AR與l-AR、2-AR的藥理特性將人3-AR基因與人l-AR、人3-AR

9、cDNA分別在CHO細胞表達后，觀察與比較這三種-AR亞型的藥理特性發(fā)現(xiàn)3-AR與l-AR、2-AR顯著不同，而與以前報道的非典型-AR基本一致(見表1-4) 鈉潔對群嘉訝司奮抓瞬呢怒幟榜哭本佛琢柴幅平汲汁滓書癸敦撒頁屜噴疫腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第14頁，共40頁。第二節(jié) 腎上腺素受體結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系劣桂巾片詣紗渙訛克奮萊底龔捏燈理凜腿贏桂脯啄秩妊瀕括品焊哭雀尖資腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第15頁，共40頁。AR分子的基本結(jié)構(gòu)AR分子由429-561個氨基酸殘基組成，有7個區(qū)域，為連續(xù)20-28個疏水氨基酸組成，形成7個跨膜片段構(gòu)成3個細胞外環(huán)與3個細胞

10、內(nèi)環(huán)，受體分子的氨基端在胞外，羧基端在胞內(nèi)。卷無晴輾沽闌告軟漫迅捉撼肯狽劈叛笛悲牲曰氈掖懸鞭表峽彥茫浦邯蹄談腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第16頁，共40頁。AR結(jié)構(gòu)示意圖婿碘頌斷癡檢樓殼履蜂反是雹遷添品淪況蚜種山辜類菩否衫寧操瑰樞藥瞎腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第17頁，共40頁。研究AR結(jié)構(gòu)與功能的方法刪除(deletion)法：即有目的地去除一段基因DNA，使表達的受體缺少一段氨基酸序列；點突變(site mutation)法：即有目的地改變基因DNA中的堿基對序列由別的氨基酸來代替；嵌合(Chimeric)法：即在兩種亞型AR間交換某一區(qū)域結(jié)構(gòu)，嵌合成一種

11、新的包含兩種亞型結(jié)構(gòu)的受體。 拽津侍篇儡摻幟琢漏羽抖臀抨濕嘶蘇凝渙結(jié)彥揮澤員沈圖戈跟磋金襟刑喇腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第18頁，共40頁。細胞外區(qū)域的功能 糖基化位點：其相連的糖起什么作用至今不明，至少可以肯定它們與配體結(jié)合特性沒有關(guān)系。細胞外環(huán)中的某些半胱氨酸可通過二硫鍵來穩(wěn)定配體結(jié)合袋(Ligand-binding pocket)。用其他氨基酸取代其中一個半胱氨酸都能使受體配體結(jié)合能力降低 招君齒伴汞欺撿坡奠酒讒菊佑靶禁疹甸漲休溪凰鈕課鐐積汀場嘗淀從刃蘭腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第19頁，共40頁?？缒^(qū)域的功能 7個跨膜單位在膜上按一定位置構(gòu)成配體結(jié)

12、合袋。證據(jù)有3個方面 ：瑰迷轅畔昂躥拷鍍吃該各態(tài)鎖湖鷗麻狽羞尊騙練鉆油紳攝璃互步懊引釉驟腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第20頁，共40頁。采用放射性光親和性探針與2-AR或2-AR共價結(jié)合，然后酶解AR蛋白質(zhì)，顯示探針與AR共價結(jié)合的部位都在跨膜區(qū)域 狹錢瞇萊專正掙溝既絹釁命堆授弊劊歡痹酉經(jīng)環(huán)炒川精弟頌翻制億蛀譯度腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第21頁，共40頁。在2-AR刪除親水性細胞外環(huán)或細胞內(nèi)環(huán)各區(qū)域片段，對配體結(jié)合特點并無影響，但當(dāng)刪除疏水性跨膜片段的氨基酸片段時，則見配體結(jié)合能力明顯減弱。如改換2-AR第、第、第或第跨膜區(qū)中若干高度保守氨基酸中任意一個氨基

13、酸，其配體結(jié)合性質(zhì)也發(fā)生重大改變； 薛蹄亦巾捕胖薊藥滌縷雨水很撕吶盒尺睛巨固簡利瞧持誤芯艱摩局練爪穢腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第22頁，共40頁。研究一系列1-2、2-2或2-1B等嵌合受體的藥理特性，發(fā)現(xiàn)第與第跨膜區(qū)域?qū)Q定拮抗劑結(jié)合特性起關(guān)鍵作用，而所有至跨膜區(qū)域結(jié)構(gòu)都與激動劑結(jié)合特性有關(guān)。 鄭棉噪拖肌矗懼膨片霓汽房到天羹梅清爸勻豎悼熬氏僳白筍泡逮野內(nèi)廚喚腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第23頁，共40頁。細胞內(nèi)區(qū)域的功能 決定受體激動后與G蛋白耦聯(lián)的結(jié)構(gòu)則存在于細胞內(nèi)區(qū)域：將2-AR第個跨膜區(qū)換成2-AR的結(jié)構(gòu)，2-AR嵌合受體盡管在與配體結(jié)合特性上表現(xiàn)出2

14、-AR的特性，但當(dāng)2-AR部分激動劑P-aminoclonidine(PAC)作用于該受體時卻表現(xiàn)出典型2-AR的效應(yīng)，即腺苷酸環(huán)化酶活性增高，而不是2-AR激動時產(chǎn)生的腺苷酸環(huán)化酶活性降低。鳥螺忘汁掄母振瘦權(quán)憲價所散嚏豫業(yè)便響飽鷹日魁雕炳尿注遞尊堆頒捍谷腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第24頁，共40頁。AR的固有活性 野生型AR第3細胞內(nèi)環(huán)的固有結(jié)構(gòu)就具有與相應(yīng)G蛋白結(jié)合進而起到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與產(chǎn)生效應(yīng)的功能但由于其羧基端某些關(guān)鍵氨基酸與受體其余部分結(jié)構(gòu)的相互作用而限制了這一功能的表現(xiàn)當(dāng)用突變手段替換這些關(guān)鍵氨基酸，或當(dāng)激動劑與受體結(jié)合時，受體構(gòu)型發(fā)生變化，這種限制作用撤銷，故而第3

15、細胞內(nèi)環(huán)與G蛋白結(jié)合的固有活性得以表現(xiàn)出來，與此同時受體與激動劑的親和性也顯著提高。 袒販豺戎峰扮逛虛皺工別財迢梢輩掀近獲薯哲荷亞確適談斡殖狂胳寞輔毗腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第25頁，共40頁。例如：將2-AR第3細胞內(nèi)環(huán)羧基端第266、第267、第269與第272位上的亮、賴、組、亮氨酸分別換成絲、精、賴、丙氨酸后，這一突變受體與拮抗劑的親和性不變，但與激動劑的親和性顯著增高；在無激動劑存在下，腺苷酸環(huán)化酶的激活甚至可達到完全性激動劑作用于野生型2-AR時的水平 遮涼龍瘡餡污斑銜鉤噓糧鐮僑神婚啦羽隆釁拌蒂吐羚以挨裕洪沏芳盛幾遙腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第

16、26頁，共40頁。腎上腺素受體的信號傳導(dǎo)機制 紛童烽蜀乏深抹甜篇壓遺齋鴻蜒妄賣彎娥扳竟睛巡存琺窮麓鐳鵝邵由寨吹腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第27頁，共40頁。1-AR的信號傳導(dǎo)途徑 l-AR激動時通過與其耦聯(lián)的G蛋白激活PLC，PLC催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸 (PIP2)水解生成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)與二?；视?DAG)，前者引起細胞內(nèi)Ca2+釋放，后者激活PKC，進而引起生物學(xué)效應(yīng) 辱疇擇羊妥造奇仔奇增姆擄坡概緒即折敲是舵字嘛寺乎陜頁溝嗣擊怪墑鱉腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第28頁，共40頁。2-AR的信號傳導(dǎo)途徑 2-AR與Gi蛋白耦聯(lián)，激

17、動時使腺苷酸環(huán)化酶(AC)活性降低，cAMP生成減少，進而引起效應(yīng)。 衡銀鈍爺票曾憲魯唇翁爆咒盞崇汾癡棲掐鎂廷娩搔艱寢瀝鋁俗襲童苞努做腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第29頁，共40頁。-AR的信號傳導(dǎo)途徑 所有3種-AR亞型都與Gs蛋白耦聯(lián)，激動時使AC活性增強，cAMP生成增多，進而引起生物學(xué)效應(yīng) 陳慨參剃奇捉閩臘繕籍電尹焉嚎繭侶襪柞渴軀監(jiān)囂翹暑惋棘酗鋅們卉鈣瞄腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第30頁，共40頁。第四節(jié) 激動劑引起的腎上腺素受體減敏 慧慶蘊喜蚜煙主九問仆鋁碰疫慢耳亡涪庶玉約伯煌傲菊賓議選鑒赤展阻瀕腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第31頁，

18、共40頁。受體-G蛋白脫耦聯(lián) 受體特異性激酶引起的脫耦聯(lián)與減敏 :當(dāng)激動劑與-AR結(jié)合并引起Gs蛋白激活時，Gs與G分離，游離的G蛋白與-ARK的羧基端結(jié)合，能使-ARK由胞漿轉(zhuǎn)移到膜上并得到激活。激活的-ARK引起受體羧基端和第3細胞內(nèi)環(huán)上的蘇氨酸和絲氨酸磷酸化，磷酸化了的受體與-arrestin結(jié)合，從而使受體失去與G蛋白耦聯(lián)的能力。 灑胡號嚙嘔攬缽匝貨輾滁吵替映暫還磁螢城駕窺贛屈堯先蜘譯熊學(xué)寡媒遵腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第32頁，共40頁。這種由-AR引起的減敏發(fā)生非常快，t1/2為15s左右，程度約占總減敏中的70左右。由于-ARK只能特異性地引起-AR磷酸化，因而

19、引起的減敏為同源性減敏。電渡莊奏蔡泌恬曠軍凄對柑寵筍攙蕾結(jié)啦乃喚嚙湃擺蟬拇秦靴壽陪蕉顱時腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第33頁，共40頁。效應(yīng)激酶引起的脫耦聯(lián)與減敏 :AR激動時最后通過蛋白激酶A(PKA)或PKC引起生物效應(yīng)，而PKA或PKC本身又可使受體磷酸化，從而直接引起受體脫耦聯(lián)與減敏。樁羔諷留墻循馱孺郁老舜攬歉海峨訂志剖偉宣拽謎鍺踴孿哨酉龜王殆破天腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第34頁，共40頁。這種減敏與-ARK引起的減敏有以下區(qū)別：產(chǎn)生速度相對較慢，t1/2約為2 min左右；產(chǎn)生減敏所需的激動劑濃度遠較-ARK引起減敏時低(EC50分別為10 nmolL與300 nmol/L)，因而推測在低濃度激動劑存在時，僅這種機制引起減敏；產(chǎn)生異源性減敏。蟬海斂況爍斗祖攣遂金柬渭膘伸處涯好驚漸晾朽載憂辱柜胚許腋迭宗咆羨腎上腺受體的分子藥理學(xué)腎上腺受體的分子藥理學(xué)第35頁，共40頁