Az 5-HT1A altípusú szerotonin receptor egy fehérje (vagy inkább glikoprotein ), amely emberben 422 aminosavból áll ( molekulatömege 46107 dalton ). Más transzmembrán metabotróp G-protein-kapcsolt receptorokhoz hasonlóan hét transzmembrán doménje és hét α-helikális doménje van, amelyek között található a receptor aktív helye, a ligandumokhoz , például a szerotoninhoz való kötődés helye . A szinapszis felőli oldalon van egy kis negatív elektrosztatikus töltés (hozzájárulva a pozitív töltésű ligandumok elektrosztatikus vonzásához), a sejt belsejébe néző oldalon pedig kis pozitív elektrosztatikus töltés, ami elősegíti a negatív töltésű G i helyhez való kötődést .
Aszparaginnál glikozilált a 10., 11., 24. pozícióban ( Asn10 , Asn11, Asn24). A 334-es lizin (Lys334) pozícióban kötődik az ubiquitinhez .
Az 5-HT1A receptorfehérje primer , másodlagos és harmadlagos szerkezete nagyfokú aminosavszekvenciát és szerkezeti homológiát mutat más G-fehérjéhez kapcsolt receptorfehérjék primer, szekunder és harmadlagos szerkezeteivel, különösen a rodopszinnel és különösen a β2-adrenerg receptor . Az aminosavak és a rodopszinnel való szerkezeti homológia alapján hozták létre az 5-HT1A receptor első térbeli modelljeit . Később ezeket a térbeli modelleket továbbfejlesztették a β2-adrenerg receptor homológ modellként, amely nagyobb fokú aminosavszekvenciát, szerkezeti és funkcionális homológiát mutat az 5-HT1A receptorral . [egy]
Az 5-HT1A receptor fehérje kölcsönhatásba lép a sejtmembrán- lipidekkel , különösen a koleszterinnel és a szfingolipidekkel [2] , így sűrűbb térbeli konfigurációt és nagyobb affinitást kap az agonisták iránt, amikor a koleszterinnel kölcsönhatásba lép. [egy]
Az 5-HT1A receptor fehérje más poszttranszlációs módosulásokon is átesik , nevezetesen palmitáción ( kovalens tioéter kötés palmitinsav -maradékokkal ) az aminosavszekvencia specifikus, evolúciósan erősen konzervált régióiban (ami megerősíti ennek a palmitációnak a jelentőségét a működés szempontjából). az 5-HT1A receptor) – a receptor proximális C-terminális doménjében elhelyezkedő 417. és 420. pozícióban lévő ciszteincsoportok régiójában . Kimutatták, hogy a palmitáció hiánya a két helyen – a 417. vagy a 420. helyen – jelentősen csökkenti az 5-HT1A receptor funkcionális aktivitását , nevezetesen azt a képességét, hogy kötődjön a heterotrimer G-protein G i -hez , és gátolja az 5-HT1A receptor funkcionális aktivitását. az adenilát-cikláz aktivitása . Ha mindkét ciszteinben - a 417-ben és a 420-ban - egyidejű palmitáció hiányzik, az 5-HT1A receptor azon képessége, hogy kötődjön a Gi α-alegységhez, a Giα fehérje teljesen elveszett. A 417-es és 420-as cisztein egyidejű palmitációjának hiányában az 5-HT1A receptor funkcionális aktivitása is teljesen elveszett, különösen az a képessége, hogy gátolja a forskolin által stimulált adenilát-cikláz aktivitás növekedését és a ciklikus adenozin felhalmozódását. monofoszfát (cAMP) a sejtben. Ez arra utal, hogy a 417. és 420. pozícióban lévő cisztein-maradékok palmitációja kritikus fontosságú az 5-HT1A receptor funkcionális aktivitásának biztosításához, valamint annak képességéhez, hogy kötődjön G i -hez, és befolyásolja az adenilil-cikláz leszálló effektor útvonalának aktivitását. Ezenkívül az 5-HT1A receptor aktiválása , amely az ERK jelátviteli útvonal aktiválásától függ , szintén károsodott a mutáns fehérjében, amely nem képes palmitálni a 417-es és 420-as cisztein-oldalláncokon. Ez arra utal, hogy a A 417-es és 420-as cisztein aminosavaknál lévő 5-HT₁ A receptor fehérje azért is fontos, mert képes jelet adni a G fehérje βγ alegységein (G iβγ dimer ) és az ERK jelátviteli útvonalon keresztül, amellett, hogy ez a palmitáció fontos. jelátviteli képessége miatt a G iα és az adenilát cikláz útvonalon keresztül. [3]
Kimutatták azt is, hogy az 5-HT1A receptor fehérje palmitációja a 417-es és 420-as cisztein aminosavak régiójában szükséges ahhoz, hogy a sejtmembrán koleszterinben és szfingolipidekben dúsított sejtmembránjának meghatározott helyein – az úgynevezett lipid tutajokon – megfelelően helyezkedjen el. . Kimutatták azt is, hogy az 5-HT1A receptor megfelelő pozicionálása a sejtmembránnak ezeken a meghatározott helyein, és nem tetszőleges helyein (és ennek megfelelően az ehhez szükséges 417-es és 420-as cisztein-maradékok palmitációja) fontos az 5-HT₁ A - receptor megfelelő működéséhez és a sejt belsejébe történő hatékony jelátvitelhez. [négy]
Az 5-HT1A receptor C-terminális végének 414. és 415. pozíciójában található két egymást követő leucin-maradék kritikus fontosságú ennek a glikoproteinnek a háromdimenziós térbeli felhajtásához , az agonisták felismeréséhez és az 5-ös fehérje megfelelő elhelyezéséhez. -HT1A receptor a neurontest felszínén és dendritjein (míg az 5-HT1B receptorok túlnyomórészt az axonokon találhatók ) . A kétpontos mutáció a 414 és 415 leucinok megfelelő alaninokkal való helyettesítésével egy nem funkcionális fehérje képződéséhez vezet, amely a sejt endoplazmatikus retikulumában kötődik meg (azaz nem szállítódik a sejtmembránba és nem integrálódik bele), nem képes felismerni az agonistákat, és élesen csökkent a glikoziláció mértéke. Ugyanakkor a palmitált 417-es és 420-as cisztein szerinekkel való helyettesítése az 5-HT1A - receptor működésének kevésbé megzavarásához vezet . [5]
A sejttenyészetben lévő 5-HT1A receptor fehérje a különböző sejttípusokban eltérően glikozilálódik, ami befolyásolja annak lehetőségét, hogy bizonyos antitestek felismerjék a szövetek immunhisztokémiai vizsgálatai során . [6]
Az evolúciósan erősen konzervált treonin a C- terminális végének 149. pozíciójában (i2 intracelluláris hurok), amely az 5-HT1A receptor protein kináz C foszforilációjának is ismert helye , szerepet játszik a G helyes átvitelében. fehérje által közvetített G i szignál. Közelebbről, egy mutáns 5-HT1A receptor fehérje , amelynek a 149. pozíciójában a treonint alanin (T149A) helyettesíti, jelentősen csökkenti az intracelluláris kalciumszint szabályozási képességét , ezt a hatást a G-protein βγ-alegységei közvetítik, valamint némileg csökkent. képes gátolni az adenilát-cikláz aktivitását és csökkenteni a cAMP intracelluláris felhalmozódását – ezt a hatást a G-protein α-alegysége közvetíti. Ez arra utal, hogy a receptornak ez a régiója felelős a G-fehérjével való specifikus kölcsönhatásért. [7]
Specifikus aminosavak a 4. és 5. transzmembrán doménben (TM4/TM5) – triptofán a 175. pozícióban (Trp175 (4.64)), tirozin a 198. pozícióban (Tyr198 (5.41)), két egymást követő arginin az 1151. pozícióban és az 151. pozícióban. (Arg151 (4.40) és Arg152 (4.41)) specifikus interfész az 5-HT1A receptor dimerizációjához . [nyolc]
Az 5-HT1A altípusú receptorok G-fehérjéhez kapcsolt heterodimereket alkotnak a következő receptorokkal: 5-HT7 receptor , [9] 5-HT1B , 5-HT1D , GABA B2 , GPCR26 , LPA1, LPA3 , S11P2 . [tíz]