Нейротоксины и рецепторы

Что представляет собой никотиновый рецептор? С помощью каких методов можно выделить рецепторы и изучить их функции? Какую роль они играют в нашем организме? Об этом рассказывает доктор химических наук Виктор Цетлин.

В конце 60-х годов прошлого века китайские ученые обнаружили, что яд змеи содержит белок-токсин, который обладает высоким сродством к никотиновому ацетилхолиновому рецептору — они открыли маркер этого рецептора. Именно прочное взаимодействие этого белка, альфа-бунгаротоксина, и рецептора позволило выделить рецептор. Обычно рецепторов не очень много, и выделить их очень трудно. Однако электрический орган ската оказался нашпигован никотиновыми рецепторами. С использованием метода аффинной хроматографии уже в 1970 году удалось в индивидуальном виде получить мембранный рецептор.

Делается мутагенез и токсина, и рецептора, для того чтобы получить информацию о том, что составляет активный центр (распознающий/связывающий) самого рецептора. Это стало возможным с помощью внесения мутаций. Это позволило протестировать, изменялось ли взаимодействие токсина с рецептором или нет, это опыты in vitro. Можно также вводить радиоактивные метки в токсин, в другие лиганды и смотреть за процессом связывания с помощью радиолигандного анализа. 80-е годы прошлого века — это расцвет методов физиологии, регистрации ионных каналов; никотиновый рецептор — это ионный канал. Появились методы тончайшего измерения токов, которые идут в этих каналах, и, соответственно, появилась возможность посмотреть, как-то или иное соединение влияет на эти токи в ионных каналах. Объединение методов электронной физиологии, методов белковой химии («мокрой» биохимии) позволяет определить, как такие разные классы молекул (токсины и рецепторы) взаимодействуют между собой.

Никотиновые рецепторы по-разному расположены в мозге: в гиппокампе, который в значительной степени ответственен за память, когнитивные процессы, находится один подтип рецепторов, в других отделах мозга — другие подтипы. Я не могу утверждать, что все процессы в мозге определяются работой никотинового рецептора, но во многие он вносит вклад. Болезнь Альцгеймера (хотя точные причины ее развития не известны) и болезнь Паркинсона тому пример. В первую очередь нарушение когнитивных процессов при этих заболеваниях связано с тем, что страдает холинергическая система передачи.