Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы: физиологические функции и роль в нейродегенеративных процессах

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (нАХР, или общепринятое английское сокращение nAChR) — один из наиболее изученных в структурно-функциональном плане нейрорецепторов. Он принадлежит к большому «Cvs-петельному» семейству лиганд-управляемых ионных каналов, к которому относится глициновый рецептор (GlyR), а также ионотропные подтипы серотонинового рецептора (5НТЗ) и рецептора γ-аминомасляной кислоты (GABA-A рецептор).

нАХР являются пентамерными интегральными мембранными белками, формирующими катион-селективный канал. По локализации в организме принято разделять нАХР на две основные группы: мышечного и нейронального типа. С нАХР взаимодействуют соединения разной природы — от низкомолекулярных веществ до пептидов и небольших белков. Среди наиболее известных (и исторически самых первых) были полипептидные α-нейротоксины из ядов змей — антагонисты некоторых типов холинорецепторов. Именно с их помощью был впервые очищен нАХР из Torpedo, затем нейрональный холинорецептор из мозга крысы, а еще позднее и ацетилхолин-связываюгций белок (АХСБ) из моллюска L. stagnalis. Сейчас в дополнение к α-нейротоксинам все чаще применяются небольшие токсические пептиды, выделенные из яда морских улиток семейства Conus — так называемые α-конотоксины. Причиной служит высокая селективность α-конотоксинов по отношению к разным подтипам нАХР, а также сравнительная простота их химического синтеза.

Задача настоящего обзора — дать краткую информацию о никотиновых ацетил-холиновых и некоторых других Cys-петельных рецепторах, их роли в нормальных физиологических процессах, а также о вовлеченности в различные заболевания. Последним обстоятельством объясняется необходимость четко установить уровни экспрессии определенных подтипов нАХР в тканях в норме и при патологиях, так как пути лечения могут быть связаны с ингибированием или дополнительным активированием данного рецептора. Выполнение такой задачи, а также создание новых лекарств трудно представить без достаточно детальной информации о пространственной структуре рецепторов и сведений о механизме их действия. Для исследований в ИБХ РАН традиционным является использование для этих целей белковых и пептидных нейротоксинов в качестве высокочувствительных инструментов, и поэтому наши соответствующие работы будут отражены в данном обзоре.