Белок мишень - β-1-адренорецептор. Информация о белке

План
Что такое адренорецептор
β1-адренорецепторы
функции
локализация
последствия при нарушениях
коррекция при нарушениях
Материалы и методы биоинформационного анализа beta 1 adrenergic receptor
Поиск и сравнение 3D-моделей. Выделение трансмембранных и топологических доменов, сайтов связывания.

Адренорецепторы — это рецепторы, чувствительные к катехоламинам.
Катехоламины:
адреналин (эпинефрин);
норадреналин;
дофамин.
Адренорецепторы принадлежат к семейству мембранных белков, в которое входят также зрительный белок родопсин и М-холинорецептор .

Различают несколько групп рецепторов, которые различаются по опосредуемым эффектам, локализации, а также аффинитету к различным веществам: α1-, α2-, β1-, β2, β3-адренорецепторы.

β1-адренорецепторы
-доминируют в структурах сердца, островковой ткани поджелудочной железы, юкстагломерулярном аппарате почек, адипоцитах.

β1-адренорецепторы

Последствия при нарушениях
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ. ГЛИКОГЕНОЛИЗ (гипергликемия, гипогликемическая кома,липолиз)
Аритмия
Снижение внутриглазного давления
Коронарная недостаточность
Стенокардия
психотропные эффекты (слабость, сонливость, депрессия, бессонница, кошмарные сновидения, галлюцинации и т.д.);

Коррекция при нарушениях
ДОБУТАМИН (Добутрекс)
Избирательно стимулирует бета-1-адренорецепторы, проявляя тем самым сильное положительное инотропное действие, повышает коронарный кровоток, улучшает кровообращение. На дофаминовые рецепторы не влияет. Вводится в/в, капельно.
ПОКАЗАНИЯ: шок, развивающийся на фоне инфаркта миокарда, септкопиемии, острой дыхательной недостаточности.
ДОФАМИН
В дозах 2-10 мкг/кг/мин - оказывает положительное инотропное действие вследствие стимуляции бета-1-адренорецепторов сердца.
ПОКАЗАНИЯ: шок, развивающийся на фоне инфаркта миокарда, травмы, септикопиемии, операции на открытом сердце, при печеночной и почечной недостаточности. Путь введения - в/в. Действие препарата прекращается через 10-15 минут после введения.

ИЗАДРИН
Действуя на гладкую мускулатуру ЖКТ (и альфа- , и бета-адренорецепторы тормозные) изадрин уменьшает тонус мышц кишечника, расслабляет матку, а стимулируя бета-1-адренорецепторы сердца, препарат вызывает мощный кардиотонический эффект, реализующийся увеличением силы и частоты сердечных сокращений. Под влияние изадрина усиливаются все 4 функции сердца: возбудимость, проводимость, сократимость и автоматизм. Систолическое давление при этом повышается.
ПОКАЗАНИЯ: при сердечных блокадах, в частности AV-узла, а также при синдроме Адамса-Стокса (таблетки сублингвально)системе сердца.

Блокаторы
Метопролол
Показания:
— артериальная гипертензия (в качестве монотерапии или в комбинации с другими антигипертензивными средствами), в том числе гиперкинетический тип, тахикардия;
— ишемическая болезнь сердца: инфаркт миокарда (вторичная профилактика-комплексная терапия), профилактика приступов стенокардии;
— нарушения ритма сердца (наджелудочковая тахикардия, желудочковая экстрасистолия);
— гипертиреоз (комплексная терапия);
— профилактика приступов мигрени.
Атенолол
Показания:
-артериальная гипертензия;
— профилактика приступов стенокардии (за исключением стенокардии Принцметала);
— нарушения сердечного ритма: синусовая тахикардия, профилактика наджелудочковой тахиаритмии, желудочковая экстрасистолия.
Лабеталол
Показания:
Применяют лабеталол для снижения артериального давления при гипертензии (подъеме артериального давления) разной степени. В отличие от обычных бета-адреноблокаторов он оказывает быстрый антигипертензивный эффект.

Материалы и методы биоинформационного анализа beta 1 adrenergic receptor

Для исследования необходимого нам подвида нашего рецептора мы скачали нуклеотидные последовательности в расширении .fasta, которые мы скачали с интернет ресурса UniProt. Для достоверности результатов нашего исследования мы взяли 5 проверенных последовательности: человек, мышь, свинью, кролика, овцу.

Для обработки и построения данных использовались:
электронная таблица Exel
BLAST (англ. BasicLocalAlignmentSearchTool)— семейство компьютерных программ, служащих для поиска гомологов белков или нуклеиновых кислот, для которых известна первичная структура (последовательность) или её фрагмент.

После мы провели выравнивание данных последовательностей в программе ClustalX 2.1. Попарно сравнивая модель человека с моделью животного, мы получили результаты в виде цветовой шкалы где каждому цвету соответствует определенная аминокислота.

В системе BLAST (модуль BLAST P) оценками сходства белков служили 5 показателей: Max score - Максимальная оценка выравнивания из базы данных последовательностей;
Total score - Общий балл от всех выравниваний;
Query cover - процент запросов, охватывающих выравнивание последовательностей базы данных;
Значение E – значение показывает достоверность данного выравнивания;
Max ident - самый высокий процент идентичности

На основе параметров обеих программ составляем итоговую таблицу сравнения. Т. к. величины имеют различные размерности, переводим данные в ранговую форму. Наименьшее значение в колонке «Общее» говорит о наибольшей схожести последовательностей человека и данного организма.

Поиск и сравнение 3D-моделей. Выделение трансмембранных и топологических доменов, сайтов связывания.
На сайте Modbase представлено множество моделей ADRB1человека. Необходимо из них найти наиболее качественную модель.
Критерии качества модели: модель считается качественной, если показатель
надежный (зеленый), некачественной, если показатель ненадежный (красный).

Человек

Заключение
В результате выполненной работы была обобщена информация о функции белка beta 1 adrenergic receptor, были найдены первичные аминокислотные последовательности животных (человек, мышь, свинья, кролик, овца), проведено сравнение двумя методами и найдено, что наиболее близкими по сходству последовательностями обладают аминокислоты мыши. Эти результаты могут быть использованы для разработки методик и переносе данных, полученных на животных по отношению к человеку.
Была сформирована база 3D моделей для данного белка, которая будет использована для поиска новых лекарственных веществ.Таким образом, биоинформационные методы позволяют проводить сравнительный анализ белков, выявляя особенности тех или иных белков при сравнении с человеческими белками, а так же формировать трехмерные модели белков, которые могут быть использованы для изучения функций, создания новых лекарств и т.д.

Список литературы
http://www.happydoctor.ru/
http://www.medcampus.ru/
http://www.rusmedserver.ru/