GR экспрессируется почти в каждой клетке организма и регулирует гены, контролирующие развитие, метаболизм и иммунный ответ. Поскольку ген рецептора экспрессируется в нескольких формах, он оказывает множество различных (плейотропных) эффектов в разных частях тела.
Когда глюкокортикоиды связываются с GR, основной механизм их действия заключается в регуляции транскрипции генов[3][4]. Несвязанный рецептор находится в цитозоле клетки. После связывания рецептора с глюкокортикоидом комплекс рецептор-глюкокортикоид может пойти по одному из двух путей. Активированный комплекс GR повышает экспрессию противовоспалительных белков в ядре или подавляет экспрессию провоспалительных белков в цитозоле (предотвращая транслокацию других факторов транскрипции из цитозоля в ядро).
У человека ген, кодирующий глюкокортикоидный рецептор — NR3C1, локализован на длинном плече (q-плече) 5-й хромосомы[5][6].
Как и другие стероидные рецепторы[7], глюкокортикоидный рецептор имеет модульную структуру[8] и содержит следующие домены (обозначены A - F):
A/B — N-концевой регуляторный домен
C — ДНК-связывающий домен (DBD)
D — шарнирная область
E — лиганд-связывающий домен (LBD)
F — С-концевой домен.
Связывание лиганда и ответная реакция
В отсутствие гормона глюкокортикоидный рецептор (GR) находится в цитозоле в комплексе с различными белками, включая белок теплового шока 90 (hsp90), белок теплового шока 70 (hsp70) и белок FKBP4 (FK506-связывающий белок 4)[9]. Эндогенный глюкокортикоидный гормон кортизол диффундирует через клеточную мембрану в цитоплазму и связывается с глюкокортикоидным рецептором (GR), что приводит к высвобождению белков теплового шока. Образовавшаяся активированная форма GR имеет два основных механизма действия — трансактивацию и трансрепрессию[10][11], описанные ниже.
Трансактивация
Прямой механизм действия включает гомодимеризацию рецептора, транслокацию посредством активного транспорта в клеточное ядро и связывание со специфическими чувствительными элементами ДНК, активирующими транскрипцию генов. Этот механизм действия называется трансактивацией.
Трансрепрессия
В отсутствие активированного GR другие транскрипционные факторы, такие как NF-κB или AP-1, сами способны трансактивировать гены-мишени[12]. Однако активированный GR может вступать в комплекс с этими другими транскрипционными факторами и препятствовать их связыванию с генами-мишенями, что приводит к подавлению экспрессии генов, которые обычно повышаются NF-κB или AP-1. Этот непрямой механизм действия называется трансрепрессией. Трансрепрессия GR через NF-κB и AP-1 ограничена только определёнными типами клеток и не считается универсальным механизмом репрессии IκBα[13][14].
Клиническое значение
GR аномален при семейной глюкокортикоидной резистентности[15].
В структурах центральной нервной системы глюкокортикоидный рецептор вызывает всё больший интерес как новый представитель нейроэндокринной интеграции, функционирующий в качестве основного компонента эндокринного влияния — в частности, стрессового ответа — на мозг. В настоящее время рецептор участвует как в краткосрочных, так и в долгосрочных адаптациях в ответ на стресс и может иметь решающее значение для понимания психологических расстройств, включая некоторые или все подтипы депрессии и посттравматического стрессового расстройства (ПТСР)[16]. Действительно, давние наблюдения, такие как дисрегуляции настроения, характерные для болезни Кушинга, демонстрируют роль кортикостероидов в регуляции психологического состояния; последние достижения показали взаимодействие с норадреналином и серотонином на нейронном уровне[17][18].
При преэклампсии (гипертоническом заболевании, часто встречающемся у беременных женщин) в крови матери повышается уровень последовательности миРНК, возможно, нацеленной на этот белок. Скорее, в плаценте повышается уровень экзосом, содержащих эту миРНК, что может привести к ингибированию трансляции молекулы. Клиническое значение этой информации пока не выяснено[19].
↑Lu NZ, Wardell SE, Burnstein KL, Defranco D, Fuller PJ, Giguere V, et al. (December 2006). "International Union of Pharmacology. LXV. The pharmacology and classification of the nuclear receptor superfamily: glucocorticoid, mineralocorticoid, progesterone, and androgen receptors". Pharmacological Reviews. 58 (4): 782—797. doi:10.1124/pr.58.4.9. PMID17132855. S2CID28626145. [Free full text]
↑Rhen T, Cidlowski JA (October 2005). "Antiinflammatory action of glucocorticoids--new mechanisms for old drugs". The New England Journal of Medicine. 353 (16): 1711—1723. doi:10.1056/NEJMra050541. PMID16236742. S2CID5744727.
↑Hayashi R, Wada H, Ito K, Adcock IM (October 2004). "Effects of glucocorticoids on gene transcription". European Journal of Pharmacology. 500 (1—3): 51—62. doi:10.1016/j.ejphar.2004.07.011. PMID15464020.
↑Almlöf T, Wallberg AE, Gustafsson JA, Wright AP (June 1998). "Role of important hydrophobic amino acids in the interaction between the glucocorticoid receptor tau 1-core activation domain and target factors". Biochemistry. 37 (26): 9586—94. doi:10.1021/bi973029x. PMID9649342.
↑Jibard N, Meng X, Leclerc P, Rajkowski K, Fortin D, Schweizer-Groyer G, Catelli MG, Baulieu EE, Cadepond F (March 1999). "Delimitation of two regions in the 90-kDa heat shock protein (Hsp90) able to interact with the glucocorticosteroid receptor (GR)". Exp. Cell Res. 247 (2): 461—74. doi:10.1006/excr.1998.4375. PMID10066374.
↑van den Berg JD, Smets LA, van Rooij H (February 1996). "Agonist-free transformation of the glucocorticoid receptor in human B-lymphoma cells". J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 57 (3—4): 239—49. doi:10.1016/0960-0760(95)00271-5. PMID8645634. S2CID20582144.
↑Caldenhoven E, Liden J, Wissink S, Van de Stolpe A, Raaijmakers J, Koenderman L, Okret S, Gustafsson JA, Van der Saag PT (April 1995). "Negative cross-talk between RelA and the glucocorticoid receptor: a possible mechanism for the antiinflammatory action of glucocorticoids". Mol. Endocrinol. 9 (4): 401—12. doi:10.1210/me.9.4.401. PMID7659084.
↑Li G, Wang S, Gelehrter TD (October 2003). "Identification of glucocorticoid receptor domains involved in transrepression of transforming growth factor-beta action". J. Biol. Chem. 278 (43): 41779—88. CiteSeerX10.1.1.631.7318. doi:10.1074/jbc.M305350200. PMID12902338. S2CID950035.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)