β2アドレナリン受容体
ヒトに見られる哺乳類タンパク質
ADRB2
利用
PDBOrtholog search: PDBe RCSB
識別子
別名ADRB2、ADRB2R、ADRBR、B2AR、BAR、BETA2AR、アドレナリン受容体β2
外部IDOMIM : 109690; MGI : 87938; HomoloGene : 30948; GeneCards : ADRB2; OMA :ADRB2 - orthologs
オーソログ
種ヒトマウス
Entrez

154

11555

Ensembl

ENSG00000169252

ENSMUSG00000045730

UniProt

P07550

P18762

RefSeq (mRNA)

NM_000024

NM_007420

RefSeq (タンパク質)

NP_000015

NP_031446

場所 (UCSC)5番染色体: 148.83 – 148.83 Mb18番染色体: 62.31 – 62.31 Mb
PubMed検索[3][4]
ウィキデータ
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β2アドレナリン受容体（β2アドレナリン受容体）は、 ADRB2としても知られ、細胞膜を貫通するβアドレナリン受容体です。エピネフリン（アドレナリン）はホルモンであり 神経伝達物質です。アドレナリン のシグナル伝達は、三量体Gタンパク質を介したアデニル酸シクラーゼ刺激を介してcAMPを増加させ、下流のL型カルシウムチャネルとの相互作用を介して平滑筋の弛緩や気管支拡張などの生理学的反応を媒介します。 [5]

ロバート・レフコウィッツとブライアン・コビルカは、β2アドレナリン受容体をモデル系として研究し、2012年のノーベル化学賞を「 Gタンパク質共役受容体の研究」で受賞しました。[6] [7] [8]

β2アドレナリン受容体をコードするヒト遺伝子の公式記号はADRB2です。[9]

遺伝子

ADRB2遺伝子はイントロンを欠失しています。この遺伝子の様々な多型、点突然変異、および／またはダウンレギュレーションは、夜間喘息、肥満、および2型糖尿病と関連しています。[10]

構造

β2アドレナリン受容体の3D結晶構造（図と右のリンクを参照）は、結晶接触のためのタンパク質の親水性表面積を増加させるためにリゾチームとの融合タンパク質を作製することによって決定されました[11] [12] [13]。アゴニストとの融合タンパク質の作製を含む代替方法は、脂質二重層の共結晶化と3.5Å解像度の構造生成をサポートしました[14]

β2アドレナリン受容体-Gsタンパク質複合体の結晶構造は2011年に解明されました。β2ARにおける最大の構造変化には、膜貫通セグメント6（TM6）の細胞質末端の14Åの外向きの移動と、TM5の細胞質末端のαヘリックス伸長が含まれます。[15]

メカニズム

この受容体は、その最終的なエフェクターの1つであるクラスC L型カルシウムチャネルCa V 1.2と直接関連している。[要出典]この受容体チャネル複合体はG s Gタンパク質と結合しており、これがアデニル酸シクラーゼを活性化して環状アデノシン一リン酸（cAMP）の形成を触媒し、次にタンパク質キナーゼAを活性化して、ホスファターゼPP2Aのバランスをとる。次に、タンパク質キナーゼAはミオシン軽鎖キナーゼをリン酸化（したがって不活性化）し、これが平滑筋の弛緩を引き起こし、β 2 刺激による血管拡張効果の原因となる。シグナル伝達複合体の組み立てにより、特異的かつ迅速なシグナル伝達が保証されるメカニズムが提供される。このGPCRおよびその他のGPCRのpHおよび酸化還元感受性を説明するために、2状態生物物理学的および分子モデルが提案されている。[16]

β2アドレナリン受容体もG iと共役することが分かっており、リガンドへの応答が細胞内で高度に局在するメカニズムを提供している可能性があります。対照的に、β1アドレナリン受容体はG sのみに共役し、これらの刺激はより拡散した細胞応答をもたらします。[17]これは、cAMP誘導性PKAによる受容体のリン酸化によって媒介されるようです。[18] 興味深いことに、β2アドレナリン受容体は、細胞の外側の細胞膜にも観察されるβ1アドレナリン受容体とは対照的に、成体心筋細胞のT管状ネットワークにのみ局在することが観察されました[19]

機能

機能 組織 生物学的役割
以下の組織における平滑筋の弛緩： 消化管（運動性の低下） 消化の抑制
気管支[20] 呼吸の促進
膀胱壁の排尿筋を弛緩させる[21] [22]。この効果は、収縮による α1受容体効果よりも強い。 排尿欲求の抑制
子宮 陣痛の抑制
精管[23]
灌流と血管拡張の増加 骨格筋への血管と動脈（小冠動脈[24]および肝動脈を含む） 筋収縮と運動の促進
筋量と収縮速度の増加 横紋筋[23]
インスリンとグルカゴンの分泌 膵臓[25] 血糖値の増加と骨格筋による取り込み
グリコーゲン分解[23]
振戦 運動神経終末。[23]振戦は、PKAを介したシナプス前Ca2 +流入の促進によって媒介され、アセチルコリンの放出につながります。
凡例
  この機能は闘争・逃走反応を促進します。

筋骨格系

経口クレンブテロールや静脈内注入アルブテロールなどの長時間作用型薬剤によるβ2アドレナリン受容体の活性化は、骨格筋の肥大と同化作用をもたらします。[26][27] クレンブテロールなどの長時間作用型β2作動薬は、包括的な同化作用、脂肪分解作用、およびエルゴジェニック作用を有するため、アスリートのパフォーマンス向上薬として頻繁に使用されます[28]その結果、このような薬剤はWADA（世界アンチ・ドーピング機関）によって監視され、一般的に禁止されていますが、治療上の例外として限定的に使用が許可されています。クレンブテロールやその他のβ2アドレナリン作動薬は、β作動薬としてではなく、同化剤として禁止されています。これらの効果は、β2アドレナリン作動薬が食用動物や家畜において顕著な適応外使用が見られる限り、農業の文脈において非常に魅力的です。米国を含む多くの国が食用家畜における適応外使用を禁止していますが、多くの国で依然としてこの慣行が見られます。[29] [30]

循環器系

眼

正常な眼では、サルブタモールによるβ2刺激は、以下の経路を介して眼圧を上昇させます。

  • 毛様体突起による房水産生の増加
  • シュレム管を介した体液の排出が減少したにもかかわらず、その後、圧力依存性のぶどう膜強膜からの体液流出が増加しました

緑内障では、眼の排出が減少する（開放隅角緑内障）か、完全に閉塞する（閉塞隅角緑内障）ことがあります。このような場合、β2刺激による体液産生の増加は強く禁忌であり、逆にチモロールなどの局所β2拮抗薬が使用されることがあります。

消化器系

その他

  • 肥満細胞からのヒスタミン放出を阻害する。
  • 涙腺からの分泌物のタンパク質含有量を増加させる。
  • 小脳にも受容体が存在する
  • 細気管支拡張（喘息発作の治療中に標的とされる）
  • 脳-免疫-コミュニケーションに関与[31]

リガンド

作動薬

β2アドレナリン受容体
伝達機構一次：Gs二次
：G i/o
一次内因性作動薬エピネフリン、ノルエピネフリン
作動薬イソプレナリン、サルブタモール、サルメテロール、その他
拮抗薬カルベジロール、プロプラノロール、ラベタロール、その他
逆作動薬該当なし
正のアロステリックモジュレーターZn 2+（低濃度）
負のアロステリックモジュレーターZn 2+（高濃度）
外部リソース
IUPHAR/BPS29
ドラッグバンクP07550
HMDBHMDBP01634

鎮痙薬は喘息およびCOPDで使用される

子宮収縮抑制薬薬剤

β2他の目的で使用される刺激薬

拮抗薬

（β遮断薬）

*は受容体に対する選択的拮抗薬を示します。

アロステリックモジュレーター

  • 化合物-6FA、[33]細胞内結合部位におけるPAM
  • 細胞腫脹[34]

相互作用

β2アドレナリン受容体は、以下の受容体と相互作用することが示されています。

参照

参考文献

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