1.5.1Общиепредставленияомолекулярной фармакологииСгк
ДействиеСГКнаклетки-мишениреализуетсячерезихсвязываниесвнутриклеточным белком-рецептором. Рецептор СГК является лиганд-
активируемымфакторомтранскрипцииизсуперсемействаядерныхрецепторов.Послесвязываниясгормономипереходаизцитоплазмывядроклеткиглюкокортикоидныйрецептор(ГР)осуществляетпозитивнуюилинегативную регуляцию генов.
ГР-белокчеловека,рецепторглюкокортикоидовифактортранскрипции,относящийсякядернымрецепторам,кодируемыйгеномGCCRна5-йхромосоме.
СтроениеГр:
ГР,находящиесявцитозоле,представляютсобойолигомеры.Каждыйолигомерсостоитизнесколькихдоменов,выполняющихразныефункции(таблица2).
Таблица2.ДоменыГР.
.
N-концевойучастокГР(доменА/В)отличаетсявариабельностью,а
доменыC,DиЕконсервативны.ДоменC,связывающийсясДНК,содержитучасткиС1иС2.С1непосредственносвязываетсясгормончувствительнымиэлементами(ГЧЭ)ДНК,аС2участвуетвобразованиигомодимеровигетеродимеровГР(рисунок2).
Рисунок2.Структурно-функциональнаякартарецептораглюкокортикоидов.
ПрисвязываниисгормономмономерГРотщепляетсяотолигомерногокомплексаистановитсяспособнымкдимеризацииипоследующемувзаимодействиюсГЧЭ,которыеобычнонаходятсяврегуляторныхобластяхгенов.НеобходимоеусловиевзаимодействияCГКсГР-нормальныйтранспортCГКчерезплазматическуюмембрану.Наэтотпроцесс,какинасамовзаимодействиеCГКсцитозольнымивнутриклеточнымирецепторами(ВР),влияютсамиCГКидругиевещества,например,урсодезоксихолеваякислота,карнитин,тиоредоксин.
ПриальтернативномсплайсингеГРвозникаютегоизоформы–α,βиγ[176].
ИзоформыГр:
α-иβ-изоформыГРобразуютсяврезультатеиспользованияальтернативныхакцепторныхсайтовсплайсингавэкзоне9.Этиизоформырецептораидентичнывплотьдоаминокислотногоостатка(а.о.)727,послекоторогоα-изоформаГРсодержит50уникальныха.о.,аβ-изоформаГР–15а.о.α-изоформаГРпредставляетсобойклассическийрецепторСГК,вотсутствиегормонанаходитсявцитоплазмеклеткивкомплексесбелкамитепловогошокаифункционируеткаклиганд-зависимыйтранскрипционныйфактор.Специфичныйдляα-изоформыГРучастоккодируетфрагментлиганд-связывающегодомена,необходимыйдлясвязыванияСГК,длявзаимодействиясбелкамитепловогошока,атакжедлятрансактиваторнойфункциирецептора(районгормончувствительныхэлементов(ГЧЭ).
β-изоформаГРнеспособнасвязыватьсясгормоном,постояннонаходитсявядреклеткииявляетсядоминантнымингибиторомα-изоформыГР.Предложенонесколькомеханизмовантагонистическогодействияβ-изоформыГР,которыевключаютегоконкуренциюсα-изоформойГРзаместапосадкиврегуляторныхрайонахгеновконкуренциюзакоактиваторы,атакжеобразованиенеактивныхгетеродимеровГРα/ГРβ.β-изоформаГРобнаруживаетсяповсеместно,хотявыявляетсянасущественноболеенизкомуровне.Приэтомвнормевбольшинстветканейиклеточныхлиний
содержаниеβизоформыбелкалибовдесяткиразниже,чемсодержаниенормальногорецептора,либоонавообщенедетектируется.Однаковнекоторыхтипахклеток,таких,какнейтрофилыиклеткиэпителияжелчныхпротоковпечениитерминальныхбронхиоллегких,β-изоформаГРэкспрессируетсянавесьмавысокомуровне.Показанотакже,чтоβ-изоформаГРможетстатьдоминирующейприобработкеклетокпровоспалительнымицитокинами:факторомнекрозаопухолиальфа(TNFα)иинтерлейкином1(IL1),иэтоможетбытьмеханизмомразвитиянечувствительностикСГК.Напротив,агенты,увеличивающиеотносительныйуровеньэкспрессииα-изоформы(например,метотрексат),повышаютчувствительностьклетоккСГК[118].Высокийуровеньβ-изоформыГРнаблюдаетсяурядапациентовснечувствительнымикгормональнойтерапииформамиастмы,ревматоидногоартрита,системнойкраснойволчанки,остройлимфобластоиднойлейкемиейидр.[118].
Числогеноввклетке,экспрессиякоторыхнапрямуюрегулируетсяСГКварьируетмежду10и100,нотранскрипциямногихдругихгеновопосредованнорегулируетсяГРпутёмихвзаимодействиясдругимифакторамитранскрипции.ПослеактивациирецепторыСГКобразуютдимер,которыйсвязываетсясоответствующимГЧЭДНК,находящимсяв5'-промоторнойзонестероид-чувствительныхгенов.Этовзаимодействиеизменяетпорядоктранскрипции,вызываяиндукциюилирепрессиюданногогена[69].ГЧЭстимулирующеготипа–этопоследовательностьнуклеотидов,включающая15пароснований-ГГТАЦАnnnТГТТЦТ(гдеn-любойнуклеотид).РепрессиютранскрипцииосуществляютнегативныеГЧЭ(нГЧЭ),которыеимеютболееизменчивуюпоследовательностьрасположениянуклеотидов(АТЦАЦnnТnТГАТЦn).Кгенам,экспрессиякоторыхнегативнорегулируетсяСГКотносятсягеныцитокиновиихрецепторов,геныколлагеназыистромелизина–т.е.биологическиактивныхвеществ(БАВ),принимающихучастиеввоспаленииииммунныхреакциях.
ПомимопростыхГЧЭсуществуюткомбинированныеГЧЭ,которыеимеядругуюпоследовательностьнуклеотидов,являютсяакцепторамидействиядругихядерныхфакторовтранскрипции,вчастностифакторатранскрипции-активаторапротеина(АР-1),состоящегоизпродуктовонкогеновFosиJun[210].АР-1образуетбелок-белковыйкомплекссактивнымГР,предотвращаяеговзаимодействиесДНКисоответственноснижаяответнадействиестероидов.
СпецифичностьузнаваниярецепторамистероидныхгормоновсоответствующихрегуляторныхпоследовательностейвДНКопределяется,главнымобразом,ДНК-связывающимдоменом.Этотдоменможетбытьперенесенввидеотдельногомодуляотодногорецепторакдругому,испособенфункционироватьподконтролемчужеродногостероид-связывающегодомена.
КлючевуюрольвспецифическомузнаванииГЧЭиграютGly-458,Ser-
459иVal-462,расположенныевоснованиипервого"цинковогопальца"вначалеальфа-спирали,укладывающейсявбольшуюбороздкуДНК.Одновременная заменаэтихаминокислотныхостатковнасоответствующиеимостаткиизДНК-связывающегодоменарецептораэстрогеновприводитктому,чтотакоймутантныйГРперестаетузнаватьГЧЭ.Второй"цинковыйпалец"такжеучаствуетвузнаванииГЧЭ.Показано,чторядаминокислотныхостатковэтого"пальца"необходимдлядимеризацииГРиобеспечиваетегоэффективноесвязываниесинвертированнымповтором,образующимGRE[93,94].
ДругиедоменырецепторногобелкатакжевносятвкладвспецифичностьузнаванияГЧЭ.Так,сродствоизолированногоДНК-связывающегодоменаГРктакимэлементамв10-40разниже,чемсродствоинтактногорецептора[95,144].
ВпоследниегодыбылиобнаруженыновыемеханизмывзаимодействияСГКсцитокинами.Известно,чтоцитокиныдействуютнаклеткипутем,изменениятранскрипциигенов.Ихвзаимодействиесрецепторамина
поверхностиклеткиприводиткактивациифакторовтранскрипции,таких,какАP-1иядерныйфакторкаппа-В(NF-kB).Этифакторызатемнаправляютсявядроклетки,гдесвязываютсясДНК(впринципе,такимжепутем,какикомплексглюкокортикоид-рецептор)ивлияют,такимобразом,насинтезм-РНКипродукциюпровоспалительныхпротеинов(цитокинов)вклетке.Оказалось,чтокомплексглюкокортикоид-рецепторможетвзаимодействоватьнепосредственнокаксАP-1,такисNF-kBвядре,предупреждая,такимобразом,ихдействиекакфактортранскрипцииДНКиэффективноблокируявлияниецитокиновнаклетку.Этопротеин-протеиновоевзаимодействие-болеедостоверно,помнениюнекоторыхавторов,объясняеточеньважныймеханизмпротивовоспалительногодействияСГК.ПосколькуNF-kBиАP-1опосредуютхронизациювоспалительныхэффектов,ихинактивацияприводиткугнетению этогопроцесса.
Выделенытристратегии,которыеиспользуютрецепторыстероидныхгормонов длярегуляцииактивностигенов:
Активациятранскрипциигеновпутемсвязываниярецептора,содержащеголиганд,спозитивнорегулируемымГЧЭ.
Репрессиятранскрипциизасчетсвязыванияснегативно-регулируемымГЧЭ.
РегуляциязасчетвзаимодействиярецепторовнесГЧЭ,асучасткамисвязываниядругихтранскрипционныхфакторов.
NF-kB-этоиндуцибельныйрегулятор,которыйпозитивнорегулируетгеныиммуннойсистемыигены,вовлеченныеввоспалительныереакции. СГК,наоборот,являютсямощнымисупрессорамииммунногоивоспалительногооткликовпроцессов.Оказывается,NF-kBиГРфизическивзаимодействуют,иэтоприводиткрепрессиитрансактивирующейактивностифактора.Вгетеродимереp50/p65ингибируетсятрансактиваторныйдоменсубъединицыp65.Ноиактивирующаяроль рецепторагормонавсвою очередь ингибируетсяфактором.Интересно,чтоNF-kBнеблокируетрепрессорнуюфункциюрецептора.ТакиежеантагонистическиевзаимоотношениясNF-kBпоказаны
длядругихрецепторовстероидныхгормонов.Такимобразом,факторNF-kBможетсущественновлиятьнапроцессы,связанныесгормональнойрегуляцией[172].
Ко-активаторстероидныхрецепторов(SRC).Вконце90-хгг.былобнаруженко-активаторстероидныхрецепторов(SRC,steroid-receptorco-activator),которыйнепосредственносвязываетсясAF-2областьюнесколькихядерныхрецепторов,связанныхсосвоимилигандами.Этотко-активаторконститутивноассоциировансCREBсвязывающимбелком,CREB-bindingprotein,CBP.
CBPдалееосуществляетвзаимодействиесосновнымтранскрипционнымаппаратом,вчастностисTFIIB.
СГК подавляют активацию генов воспаления, которые начинают
«запускаться»поддействиемвоспалительногостимула,такихкакIL-1иTNFα.ТакжеактивируетсятранскрипционныйфакторNF-кB,субъединицыфакторар50ир65переносятсявядроисайт,специфическисвязываютсясДНКиско-активаторноймолекулойCBPилирCAF,которыеобладаютгистонацетилтрансферазнойактивностью.Врезультатеацетилирования4гистонакораповышаетсяэкспрессиягенов,кодирующихмножественныепровоспалительныебелки.ГРпослесоединенияслигандом(глюкокортикоидом)переноситсявядро,гдесвязываетсяскоактиваторноймолекулой,ингибируетацетилтрансферазнуюактивностьиактивируетдеацетилазугистонов,котораяпрекращаетацетилированиеиблокируетэкспрессию генов воспаления(рисунок3)[222].
Рисунок3.МеханизмдействиямалыхдозСГК.
Субъединицаядерногофакторар65конкурируетсГРзавзаимодействиесГЧЭ.
СГКблокируютмножественныегенывоспаления,которыеактивируютсяприхроническихвоспалительныхзаболеваниях(геныцитокинов,хемокинов,молекуладгезии,ферментовибелковвоспаления),изменяяацетилированиегистоновпутемсвязыванияскоактиваторноймолекулойCRB(Creb-bindingprotein), обладающейгистонацетилтрансферазнойактивностью(рисунок3).