Receptores nicotínicos: Estructura y tipos de subunidades
Los receptores nicotínicos son grandes proteínas transmembrana con un poro acuoso que permiten el paso del potencial de acción en forma de iones en las células mediado por la acetilcolina. Los receptores de acetilcolina se dividen de forma clásica en receptores nicotínicos y muscarínicos. Reciben su nombre debido al sustrato por el que pueden ser activados, en este caso por la nicotina. Sin embargo su importancia radica en la gran selectividad por los sustratos transportables.
Estructura del receptor
Están formados por 5 subunidades: 2 alpha, beta, gamma y delta. Cada subunidad está constituida por una proteína que atraviesa 4 veces la membrana, con extremos C-ter y N-ter extracelulares. La disposición global facilita la formación de un canal, un modulador de la conductancia iónica. La parte más extensa es la extracelular, luego 3 nm de parte hidrofóbica y una parte intracelular de 2 nm pequeña.
Hay una homología importante en la secuencia de aminoácidos de cada subunidad. El canal interno está delimitado por los pasos de la hélice M2 de cada subunidad, que posee residuos de Serina (Ser) y Treonina (Thr) de carácter hidrofílico. Además existen 3 anillos cargados negativamente que de alguna forma seleccionan la carga del ión, y están situados a tres niveles:
• A nivel extracelular se encuentran los aminoácidos de carga negativa glutámico (Glu) y aspartico (Asp).
• Dentro de la membrana plasmática, en el dominio transmembrana encontramos varios glutámicos.
• Por último en el citoplasma volvemos a encontrar los mismos aminoácidos que en la parte exterior de la membrana: Glu y Asp.
La existencia de estas cargas negativas hace que sólo entren cationes, mientras que la estrechez del poro a nivel de la región transmembrana definida por M2 deja pasar a iones de pequeño tamaño. El catión más habitual es el Na+, aunque hay casos en los que puede atravesar el Ca2+ si el receptor nicotínico se constituye por la subunidad alpha7, una subunidad muy poco corriente.
Tipos de subunidades: Diferentes tipos celulares presentan diferentes combinaciones de isoformas de receptores nicotínicos específicas de ese tipo celular o de tejido, dependiendo de la función específica que tengan.
Esquema de una subunidad (A), de un corte transversal del receptor (B) y del receptor entero en la membrana (C) en los que se puede ver el nombre de cada subunidad.
En el Sistema nervioso conviven diversas isoformas de las subunidades del receptor nicotínico. Existen 10 subunidades alpha, que se denominan alpha1 – alpha10.De igual modo existen variaciones (isoformas) de beta que se denominan ?beta2, beta3, beta4.
La alpha1 es una isoforma que aparece a nivel de la sinapsis neuromuscular, por lo que no aparece en el Sistema nervioso central (SNC). En este último sólo existen las subunidades desde alpha2 – alpha10. Además la estequiometría del receptor es diferente, se combinan 2 subunidades alpha y 3 subunidades beta sin que medien las gamma ni las delta. Es más frecuente que cada subunidad atraviese la membrana 5 veces en vez de 4.
No todas las combinaciones son funcionales, pero se consiguen varios tipos de receptores nicotínicos.