El receptor de serotonina del subtipo 5-HT₁ A es una proteína (o más bien , una glicoproteína ), que consta de 422 aminoácidos en humanos ( peso molecular 46107 daltons ). Al igual que otros receptores transmembrana metabotrópicos acoplados a proteína G , tiene siete dominios transmembrana y siete dominios α-helicoidales , entre los que se encuentra el sitio activo del receptor, el sitio de unión a ligandos como la serotonina . El lado que mira hacia la sinapsis tiene una pequeña carga electrostática negativa (que contribuye a la atracción electrostática de los ligandos cargados positivamente), y el lado que mira hacia el interior de la célula tiene una pequeña carga electrostática positiva, que promueve la unión al sitio G i cargado negativamente .
Glicosilada en asparagina en las posiciones 10, 11, 24 (Asn10, Asn11, Asn24). Se une a la ubiquitina en la posición lisina 334 (Lys334).
Las estructuras primaria , secundaria y terciaria de la proteína receptora 5-HT₁ A exhiben un alto grado de secuencia de aminoácidos y homología estructural con las estructuras primaria, secundaria y terciaria de otras proteínas receptoras acopladas a proteína G, en particular rodopsina y especialmente el receptor β₂-adrenérgico . Fue sobre la base de la homología estructural y de aminoácidos con la rodopsina que se construyeron los primeros modelos espaciales del receptor 5- HT₁A . Posteriormente, estos modelos espaciales se mejoraron utilizando el receptor β₂-adrenérgico como modelo homólogo, que exhibe un mayor grado de secuencia de aminoácidos, homología estructural y funcional con el receptor 5- HT₁ A. [una]
La proteína receptora 5-HT₁ A interactúa con los lípidos de la membrana celular , en particular el colesterol y los esfingolípidos , [2] adquiriendo una configuración espacial más densa y una mayor afinidad por los agonistas al interactuar con el colesterol. [una]
La proteína del receptor 5-HT₁ A también sufre otras modificaciones postraduccionales , a saber, la palmitación ( un enlace tioéter covalente con residuos de ácido palmítico ) en regiones específicas altamente conservadas evolutivamente de la secuencia de aminoácidos (lo que confirma la importancia de esta palmitación para el funcionamiento del receptor 5-HT₁ A ) — en la región de residuos de cisteína en las posiciones 417 y 420 ubicadas en el dominio C-terminal proximal del receptor. Se ha demostrado que la ausencia de palmitación en cualquiera de los dos sitios, 417 o 420, reduce significativamente la actividad funcional del receptor 5-HT₁ A , es decir, su capacidad para unirse a la proteína G heterotrimérica G i e inhibir la actividad de la adenilato ciclasa . En ausencia de palmitación simultánea en ambas cisteínas - 417 y 420 - la capacidad del receptor 5-HT₁ A para unirse a la subunidad α G i - la proteína G iα se pierde por completo. En ausencia de palmitación simultánea en ambas cisteínas 417 y 420, la actividad funcional del receptor 5-HT₁ A también se pierde por completo, en particular, su capacidad para inhibir el aumento de la actividad de la adenilato ciclasa estimulada por la forskolina y la acumulación de adenosina cíclica. monofosfato (cAMP) en la célula. Esto sugiere que la palmitación de los residuos de cisteína en las posiciones 417 y 420 es fundamental para garantizar la actividad funcional del receptor 5-HT₁ A y su capacidad para unirse a G i e influir en la actividad de la vía efectora descendente de la adenilil ciclasa. Además, la activación del receptor 5-HT₁ A , que depende de la activación de la vía de señalización de ERK , también se vio afectada en la proteína mutante que carece de la capacidad de palmitar en los residuos de cisteína 417 y 420. Esto sugiere que la palmitación del La proteína receptora 5-HT₁ A en los residuos de cisteína 417 y 420 también son importantes por su capacidad de señalizar a través de las subunidades βγ de la proteína G (dímero G iβγ ) y la vía de señalización de ERK, además de la importancia de esta palmitación por su capacidad de señalización a través de la vía G iα y la adenilato ciclasa. [3]
También se demostró que la palmitación de la proteína receptora 5-HT₁ A en la región de los residuos de cisteína 417 y 420 es necesaria para su correcto posicionamiento en lugares específicos de la membrana celular enriquecidos en colesterol y esfingolípidos - las llamadas balsas lipídicas . También se ha demostrado que el correcto posicionamiento del receptor 5-HT₁ A en estos lugares específicos de la membrana celular, y no en sus lugares arbitrarios (y, en consecuencia, la palmitación de los residuos de cisteína 417 y 420 necesaria para ello) es importante para el correcto funcionamiento del receptor 5-HT₁ A y la transmisión eficiente de señales al interior de la célula. [cuatro]
Dos residuos de leucina consecutivos en las posiciones 414 y 415 del extremo C-terminal del receptor 5-HT₁ A son críticos para el correcto plegamiento espacial tridimensional de esta glicoproteína, para su reconocimiento de agonistas y para la correcta ubicación del 5 Receptor -HT₁ A en la superficie del cuerpo de la neurona y en sus dendritas (mientras que los receptores 5-HT₁ B se encuentran predominantemente en los axones ). Una mutación de dos puntos con la sustitución de las leucinas 414 y 415 por los correspondientes residuos de alanina da lugar a la formación de una proteína no funcional que queda secuestrada en el retículo endoplásmico de la célula (es decir, no es transportada a la membrana celular y no se integra en él), no es capaz de reconocer agonistas y tiene un grado de glicosilación muy reducido. Al mismo tiempo, la sustitución de las cisteínas palmitadas 417 y 420 por serinas conduce a una menor alteración de la funcionalidad del receptor 5- HT₁A . [5]
La proteína receptora 5-HT₁ A en cultivo celular es glicosilada de manera diferente en diferentes tipos celulares, lo que afecta la posibilidad de su reconocimiento por parte de ciertos anticuerpos en estudios inmunohistoquímicos de tejidos . [6]
Un residuo de treonina altamente conservado evolutivamente en la posición 149 del extremo C-terminal (bucle intracelular i2), que también es un sitio conocido de fosforilación de la proteína quinasa C del receptor 5-HT₁ A , juega un papel en la transmisión correcta de la G señal G i mediada por proteínas . En particular, una proteína mutante del receptor 5-HT₁A con una treonina en la posición 149 reemplazada por alanina (T149A) muestra una capacidad muy reducida para regular los niveles de calcio intracelular , un efecto mediado por las subunidades βγ de la proteína G, así como una capacidad para inhibir la actividad de la adenilato ciclasa y reducir la acumulación intracelular de AMPc, un efecto mediado por la subunidad α de la proteína G. Esto sugiere que es esta región del receptor la responsable de la interacción específica con la proteína G. [7]
Residuos de aminoácidos específicos en los dominios transmembrana 4 y 5 (TM4/TM5): residuo de triptófano en la posición 175 (Trp175 (4.64)), residuo de tirosina en la posición 198 (Tyr198 (5.41)), dos residuos de arginina consecutivos en las posiciones 151 y 152 (Arg151 (4.40) y Arg152 (4.41)) son una interfaz específica para la dimerización del receptor 5-HT₁ A. [ocho]
Los receptores del subtipo 5-HT₁ A forman heterodímeros acoplados a proteína G con los siguientes receptores: receptor 5-HT₇ , [9] 5-HT₁ B , 5-HT₁ D , GABA B ₂ , GPCR26, LPA₁, LPA₃, S1P₁, S1P₃ . [diez]