Transductiemechanismen

TRANSDUCTIEMECHANISMEN

Met transductiemechanismen bedoelen we al die intracellulaire enzymatische systemen die het mogelijk maken dat het extracellulaire signaal dat door het geneesmiddel of de endogene stof wordt geproduceerd, wordt omgezet in een intracellulair signaal door een effector te activeren.Als de effector eenmaal is geactiveerd en het signaal is omgezet, zal de cel zijn biologisch antwoord.

Het signaaltransductiemechanisme bestaat normaal gesproken in alle cellen en is noodzakelijk voor alle endogene mediatoren, dus ook voor geneesmiddelen, omdat zoals vermeld, geneesmiddelen endogene stoffen nabootsen of tegenwerken, al dan niet een cellulaire respons genererend.
De receptoren kunnen worden ingedeeld in vier grote families:

TYPE 1 RECEPTOREN OF AANGESLOTEN OP IONISCHE OF IONOTROPISCHE KANALEN;
TYPE 2 OF METABOTROPISCHE EIWIT-GEKOPPELDE RECEPTOREN;
TYPE 3 RECEPTOREN OF GEKOPPELD MET THYROSYNKINASE (enzymen);
TYPE 4 OF CYTOPLASMATISCHE, KERNRECEPTOREN.

Onthoud dat de receptor noch een kanaal noch een enzym is, maar in staat is een ionkanaal of een enzym te moduleren.

TYPE 1 RECEPTOREN OF AANGESLOTEN OP IONISCHE OF IONOTROPISCHE KANALEN

Het ligand bindt aan de receptor, die op het membraan aanwezig is en modificeert de effector, in dit geval het ionkanaal.

De koppeling is direct, wat betekent dat er geen mediator nodig is om het signaal van extracellulair naar intracellulair te transformeren.De tijd van actie van deze receptor om een respons te verkrijgen is zeer snel.
De agonist bindt zich aan de receptor die zich in de buurt van een ionkanaal bevindt. Zodra de receptor is geactiveerd, gaat het ionenkanaal open en kunnen ionen (bijv. calcium-, kalium-, chloor-, natriumionen) passeren. Bij de uitgang van de ionen kan het celmembraan gaan tegen een depolarisatie of hyperpolarisatie.Als we het hebben over depolarisatie, wordt het membraan aangeslagen, terwijl als we het hebben over hyperpolarisatie het membraan wordt geremd.Een ionisch signaal dat een depolarisatie van het membraan veroorzaakt, activeert de cel, vice versa wanneer het ionische signaal hyperpolarisatie veroorzaakt.

TYPE 2 RECEPTOREN OF GEKOPPELD AAN G-EIWIT OF METABOTROP

Type 2-receptoren zijn meestal aanwezig in ons lichaam en zijn behoorlijk gecompliceerd. Ze hebben een intermediair nodig voor signaaltransductie en in dit geval is de intermediair het G-eiwit. Zodra het ligand zich aan de receptor bindt, activeert het het G-eiwit, dat op zijn beurt een ionkanaal of een enzym activeert. Het G-eiwit activeert het ion kanaal de processen die volgen op de activering van het kanaal zijn die welke worden uitgelegd in de receptoren van type 1. Als aan de andere kant het G-eiwit het enzym activeert, zullen tweede boodschappers worden geproduceerd die een reeks cellulaire effecten zullen genereren. boodschappers in een cel zijn de cyclische nucleotiden (cAMP en cGMP) en de afgifte van intracellulair calcium. Deze tweede boodschappers veroorzaken reacties in de cel die leiden tot een cellulaire reactie. De actietijd van deze receptor om een reactie te krijgen is enkele seconden. Het duurt iets langer omdat de receptor het G-eiwit moet activeren, dat op zijn beurt ofwel het kanaal of het enzym activeert. Het G-eiwit produceert niet alleen een "activering van het kanaal of het" enzym, het kan dit laatste ook remmen.

Maar wat is dit G-eiwit?

Proteïne G is een trimeer eiwit dat bestaat uit de α-, ß- en -subeenheden. Dit eiwit heeft een GTPase-werking, omdat het in staat is GTP te hydrolyseren en om te zetten in GDP. In dit voorbeeld worden de subeenheden ß en γ niet beschouwd. In het vroege stadium is het G-eiwit gebonden aan het BBP en is het dus inactief. Wanneer de agonist aan de receptor bindt, is er het loslaten van het BBP en de α-subeenheid bindt zich aan het GTP, waardoor het wordt geactiveerd. Eenmaal geactiveerd, kan het G-eiwit gaan binden met de effector die reacties op het kanaal of op de " Zodra de actie is voltooid, transformeert de α-subeenheid GTP in GDP en keert terug naar de beginsituatie om opnieuw te worden geactiveerd. De α-subeenheid kenmerkt zijn effector, dus we zullen het hebben over eiwitten:

Gs of αS: activering van de effector die een adenylaatcyclase is (toename van second messengers en cAMP);
Gq of αQ: activering van het fosfolipase C-enzym (IP3, DAG);
Gi of αI: remming van de effector die een adenylaatcyclase is (vermindering van tweede boodschappers en cAMP).

TYPE 3 RECEPTOREN OF GEKOPPELD AAN THYROSINKINASE

Type 3-receptoren zijn altijd membraanreceptoren, gekoppeld aan kinasen. De meeste van deze cellulaire reacties komen voort uit eiwitfosforylering. De receptor activeert, eenmaal geactiveerd door binding met een agonist (bijvoorbeeld groeifactoren, insuline of cytokinen), een kinase dat reacties katalyseert. Na deze gebeurtenis wordt een reeks eiwitfosforyleringen gevormd, met als gevolg een wijziging van de genen op DNA-niveau. De actietijd is erg lang, we spreken van uren of dagen omdat het doelwit juist de gentranscriptie op DNA-niveau is.

TYPE 4 OF CYTOPLASMATISCHE RECEPTOREN

In tegenstelling tot eerdere receptoren zijn deze type 4-receptoren intracellulaire of cytoplasmatische receptoren. Vaak worden deze receptoren gebruikt door steroïde hormonen. het is een mechanisme dat de genexpressie wijzigt, dus het duurt lang om cellulaire reacties te zien. Het duurt lang om de eiwitten te produceren die worden geïnduceerd door de genmodificatie die wordt veroorzaakt door de stof die in de cel wordt geïntroduceerd. Bijvoorbeeld het hormoon dat buiten de cel wordt aangetroffen, verlaat het het eiwit dat het draagt en transformeert het zichzelf in een zeer lipofiele stof.Dankzij deze eigenschap kan de lipofiele stof het celmembraan passeren en de cel binnendringen. Zodra de stof het cytoplasma is binnengedrongen, bindt het zich aan een herkenningsplaats (transporteiwit) waarvan de structuur zeer onstabiel is. Bijgevolg zal het hormoon de kern binnengaan waar het zijn activiteit van modificatie van gentranscriptie zal uitvoeren.Op dit punt zal de cellulaire respons worden gevormd door de productie van een mRNA dat verschillende eiwitten zal synthetiseren.

receptor

Plaats

Effector

Koppelen

Actie tijd

TYPE 1

Membraan

Ionenkanaal

direct

Erg snel

TYPE 2

Membraan