nöropeptid - Neuropeptide

nöropeptid Y

Nöropeptitler , nöronlar tarafından sentezlenen ve salınan küçük amino asit zincirlerinden oluşan kimyasal habercilerdir . Nöropeptitler, sinirsel aktiviteyi ve bağırsak, kaslar ve kalp gibi diğer dokuları modüle etmek için tipik olarak G proteinine bağlı reseptörlere (GPCR'ler) bağlanır .

Sinir sistemindeki en büyük ve en çeşitli sinyal molekülleri sınıfını temsil eden 100'den fazla bilinen nöropeptit vardır. Nöropeptitler, bölünen ve çeviri sonrası işlenen ve daha sonra yoğun çekirdek veziküllere paketlenen büyük öncü proteinlerden sentezlenir. Nöropeptitler genellikle tek bir nöronda diğer nöropeptitler ve nörotransmitterlerle birlikte salınır ve çok sayıda etki sağlar. Bir kez salındığında, nöropeptitler geniş bir hedef yelpazesini etkilemek için geniş çapta yayılabilir.

sentez

Nöropeptitler, prepropeptitler adı verilen büyük, aktif olmayan öncü proteinlerden sentezlenir . Prepropeptitler, farklı bir peptit ailesi için diziler içerir ve organizmaya bağlı olarak sıklıkla aynı peptitlerin tekrarlanan kopyalarını içerir. Öncül peptit dizilerine ek olarak, prepropeptitler ayrıca bir sinyal peptiti, aralayıcı peptitler ve bölünme bölgeleri içerir. Sinyal peptit dizisi, proteini endoplazmik retikulumdan başlayarak salgı yoluna yönlendirir . Sinyal peptit dizisi endoplazmik retikulumda çıkarılır ve bir propeptit elde edilir. Propeptid , proteolitik olarak bölündüğü ve çoklu peptidlere işlendiği Golgi aygıtına gider. Peptitler, C-terminal amidasyonu gibi daha fazla parçalama ve işlemenin meydana gelebileceği yoğun çekirdek veziküllere paketlenir. Yoğun çekirdek vezikülleri nöron boyunca taşınır ve sinaptik yarıkta, hücre gövdesinde ve akson boyunca peptitleri serbest bırakabilir.

mekanizma

Nöropeptitler, hücrenin depolarizasyonundan sonra yoğun çekirdek vezikülleri tarafından salınır. Bazı kanıtlar, yoğun çekirdek vezikülünü sinaptik vezikül salınımından ayıran, yüksek frekanslı ateşleme veya patlamalardan sonra nöropeptidlerin salındığını göstermektedir. Nöropeptitler hacim iletimini kullanır ve hızlı bir şekilde geri alınmazlar, bu da hedeflere ulaşmak için geniş alanlarda (nm ila mm) difüzyona izin verir. Neredeyse tüm nöropeptitler, GPCR'lere bağlanır ve uzun zaman ölçeklerinde nöral aktiviteyi modüle etmek için ikinci haberci kaskadlarını indükler.

Nöropeptitlerin sinir sisteminde ifadesi çeşitlidir. Nöropeptitler sıklıkla diğer nöropeptitler ve nörotransmiterler ile birlikte salınır ve salınımın kombinasyonuna bağlı olarak çeşitli etkiler sağlar. Örneğin vazoaktif bağırsak peptidi tipik olarak asetilkolin ile birlikte salınır. Nöropeptit salınımı da spesifik olabilir. İn Drosophila larvalarının, örneğin, eclosion hormonu sadece iki nöron olarak ifade edilir.

keşif

İlk nöropeptid, Substance P , 1931'de Ulf von Euler ve John Gaddum tarafından keşfedildi . 1900'lerin başında, kimyasal haberciler bütün hayvan beyinlerinden ve dokularından kabaca çıkarıldı ve fizyolojik etkileri için incelendi. Asetilkolini izole etmek ve incelemek amacıyla von Euler ve Gaddum, tüm at beyninden ve bağırsağından ham bir toz özütü yaptılar ve bunun kas kasılmalarına neden olduğunu ve kan basıncını düşürdüğünü buldular. Etkiler atropin tarafından ortadan kaldırılmadı ve bu nedenle yalnızca asetilkolin ile ilişkilendirilemez. P maddesi ilk kez 1971'de Michael Chang ve Susan Leeman tarafından saflaştırıldı ve dizildi ve 11 amino asitli peptit zinciri ortaya çıktı. 1950'lerin başında vazopressin ve oksitosin gibi diğer nöropeptidleri tanımlamak için benzer yöntemler kullanıldı.

Böceklerde proktolin , izole edilen ve dizilenen ilk nöropeptiddir. 1975'te Alvin Starratt ve Brian Brown, pentapeptit'i hamamböceğinin arka bağırsak kaslarından çıkardılar ve uygulamasının kas kasılmalarını arttırdığını buldular. Starratt ve Brown başlangıçta proktolin'i uyarıcı bir nörotransmiter olarak düşünürken, proktolin daha sonra nöromodülatör bir peptid olarak doğrulandı.

"Nöropeptit" terimi ilk olarak 1970'lerde ACTH , MSH ve vazopressin peptit hormonlarının öğrenme ve hafıza üzerindeki etkilerini inceleyen David de Wied tarafından kullanıldı .

alıcı hedefler

Çoğu nöropeptit, G-proteinine bağlı reseptörler (GPCR'ler) üzerinde etkilidir. Nöropeptid-GPCR'ler iki aileye ayrılır: rodopsin benzeri ve sekretin sınıfı. Çoğu peptit tek bir GPCR'yi aktive ederken, bazıları çoklu GPCR'leri (örn. AstA, AstC, DTK) aktive eder. Peptid-GPCR bağlanma ilişkileri hayvanlar arasında yüksek oranda korunur. Korunan yapısal ilişkilerin yanı sıra, bazı peptit-GPCR işlevleri de hayvanlar aleminde korunur. Örneğin, nöropeptid F/nöropeptid Y sinyali, böcekler ve memeliler arasında yapısal ve işlevsel olarak korunur.

Peptitler çoğunlukla metabotropik reseptörleri hedef alsa da, nöropeptidlerin diğer reseptör hedeflerine bağlandığına dair bazı kanıtlar vardır. Peptit kapılı iyon kanalları (FMRFamid kapılı sodyum kanalları) salyangozlarda ve Hydra'da bulunmuştur. GPCR dışı hedeflerin diğer örnekleri arasında şunlar yer alır: Drosophila'daki insülin benzeri peptitler ve tirozin-kinaz reseptörleri ve memelilerde ve böceklerde zara bağlı guanilil siklaz reseptörlerine sahip atriyal natriüretik peptit ve eklosion hormonu.

Örnekler

Birçok nöron popülasyonunun kendine özgü biyokimyasal fenotipleri vardır. Örneğin , hipotalamusun kavisli çekirdeğindeki yaklaşık 3000 nöronun bir alt popülasyonunda , üç anorektik peptit birlikte eksprese edilir: a-melanosit uyarıcı hormon (α-MSH), galanin benzeri peptit ve kokain-ve-amfetamin- düzenlenmiş transkript (CART) ve başka bir alt popülasyonda iki oreksijenik peptit birlikte eksprese edilir, nöropeptit Y ve aguti ile ilişkili peptit (AGRP). Bunlar kavisli çekirdekteki tek peptitler değildir; β-endorfin , dinorfin , enkefalin , galanin , ghrelin , büyüme hormonu salgılatıcı hormon , nörotensin , nöromedin U ve somatostatin de kavisli nöronların alt popülasyonlarında ifade edilir. Bu peptitlerin tümü merkezi olarak salınır ve spesifik reseptörlerdeki diğer nöronlar üzerinde hareket eder. Nöropeptid Y nöronları ayrıca klasik inhibitör nörotransmitter GABA'yı da yapar .

Omurgasızlar ayrıca birçok nöropeptit içerir. CCAP düzenleyen kalp hızı, dahil olmak üzere birçok fonksiyona sahiptir allatostatin ve proctolin düzenleyen gıda alımı ve büyüme, bursicon kontrolleri manikür tabaklanması ve corazonin kütikül pigmentasyon ve moulting bir role sahiptir.

Peptit sinyalleri, bilgi işlemede geleneksel nörotransmiterlerden farklı bir rol oynar ve birçoğunun özellikle belirli davranışlarla ilişkili olduğu görülmektedir. Örneğin oksitosin ve vazopressin , anne davranışı ve çift bağları dahil olmak üzere sosyal davranışlar üzerinde çarpıcı ve spesifik etkilere sahiptir. Aşağıdakiler, diğer nörotransmitterlerle birlikte var olan nöroaktif peptitlerin bir listesidir. Verici adları kalın harflerle gösterilmiştir.

Norepinefrin (noradrenalin). Soliter sistemin çekirdeğindeki A2 hücre grubunun nöronlarında), norepinefrin aşağıdakilerle birlikte bulunur:

GABA

asetilkolin

dopamin

Epinefrin (adrenalin)

Serotonin (5-HT)

Bazı nöronlar birkaç farklı peptit üretir. Örneğin, vazopressin ile birlikte var olan dinorfin ve galanin magnoselüler nöronlarda supraoptik çekirdeği ve paraventriküler çekirdeği , ile CRF (arasında parvoselüler nöronlarda paraventriküler çekirdeği )

Oksitosin içinde supraoptik çekirdeği ile birlikte var olan enkefalin , dinorfin , kokain ve amfetamin ile regüle olan transkript (CART) ve kolesistokinin .

Referanslar

Dış bağlantılar