Ацетилхолиновый рецептор

Ацетилхолиновый рецептор скелетных мышц представляет собой пентамерный белок состава агРу8 (рисунок 155).

Рисунок 155 - Схема никотинового ацетилхолинового рецептора: а - боковой разрез, б - вид сверху

Субъединицы а, Р, у и 8 существенно гомологичны и имеют как минимум 35-40% подобных аминокислотных последовательностей для любых двух из них.

Канал открывается, когда с рецептором одновременно (и коопера­тивно) связываются две молекулы ацетилхолина (АХ) в центрах связы­вания, расположенных на интерфейсах между а и 8, и а и у субъеди­ницами (рисунок 155(6)). Диаметр канала составляет 0,65-0,8 нм, что позволяет проходить по каналу ионам Na⁺ и К⁺ вместе с их гидратными оболочками. Этим ацетилхолиновый рецептор отличается от ионных каналов, в которых гидратные оболочки удаляются перед перемещением ионов через канал (см. рисунок 93).

Центральный канал рецептора образован пятью гомологичными трансмембранными а-спиралями М2 (рисунок 155(a)). Эти спирали преимущественно состоят из гидрофобных или незаряженных полярных аминокислот, но на концах спирали расположены отрицательно заряжен­ные аспарагиновая или глутаминовая кислоты, а несколько серинов и треонинов располагаются в середине спиралей.

Аспарагиновые и глутаминовые кислоты образуют отрицательно заряженные кольца на входах в канал, которые отталкивают анионы, но притягивают катионы - селектируют ионы по знаку электрического заряда.

В отсутствии ацетилхолина радикалы лейцинов на изгибах (кинках) пяти М2-спиралей перекрывают канал (рисунок 156(a)).

Рисунок 156 - Схема конформационного поворота М2-спиралей: а - канал закрыт, б - канал открыт

а б

Присоединение двух молекул ацетилхолина (АХ) вызывает конформационный поворот М2-спиралей так, что кинки спиралей откры­вают канал, и лейцины уходят из канала, а на их место перемещаются полярные основания меньшего размера (обозначены черными точками (•) на рисунке 156). Кроме того, гидроксильные группы серинов (S) и треонина (Т) в центре М2-спиралей выстраиваются параллельно оси канала. В результате становится возможным прохождение через канал ионов (рисунок 156(6)).

16.6.