Salbutamol er en mye brukt astmamedisin selges under en rekke merkenavn, inkludert Ventolin og Proventil. Det er en bronkodilator, noe som betyr at det virker på spesifikke celler i luftveiene til å utvide luftpassasjene. Dets virkningsmekanisme, som er gjennom interaksjon med en spesifikk cellulær reseptor, har den beta-2-adrenerge reseptor (b-2AR), blitt intenst undersøkt. Bindingen av salbutamol til b-2AR "aktiverer" reseptoren, stimulerende det å fremstille kjemikalier som til slutt fører til avslapping av musklene i luftveiene.

Slik fungerer det

Salbutamol er bare en av mange molekyler som binder seg til og aktiverer b-2AR. Adrenalin (adrenalin) er de naturlige bindingspartnere for reseptoren, og signalstoffet dopamin binder seg til det også. Flere andre astma medisiner er også b-2år aktivatorer; medisiner som kalles betablokkere, inkludert propranolol, binder seg til b-2AR men ikke aktivere den. Den varierte effekter av disse molekylene skyldes forskjeller i deres funksjonelle grupper og hvordan de binder. B-2AR er et membranprotein som vever seg fra den indre til den ytre overflaten av cellemembranen syv ganger, danner syv meget nære "masker" som danner en ring. Salbutamol samhandler med tre av b-2år syv transmembrane domener (TMDS).

Samlet Structure

Salbutamol sin molekylstruktur er lik den til adrenalin (adrenalin), som en gang ble også brukt som et astma-medikament. Siden adrenalin struktur bindes med andre reseptorer i hele kroppen, men det forårsaket ubehagelige bivirkninger.

Som adrenalinet, er salbutamol strukturen forankret ved en ende av en karbonring sammen med to pendant hydroksyl (OH) grupper (kalt en catechol-ring). Motsatte av en hydroksylgruppe er en karbonkjede med flere flere funksjonelle grupper bundet til det: annet hydroksyl, et amin (NH), og en voluminøse hydrokarbongruppe kalt en "t-butyl" gruppe. Den t-butyl skiller salbutamol fra adrenalin og forbedrer sin spesifisitet.

Aromatisk Ring

Karbon ring av salbutamol har alternerende enkelt- og dobbeltbindinger som gir den en spesiell elektronisk eiendommen kjent som "aromatisitet." (Mange, men ikke alle, aromatiske ringer faktisk har karakteristiske lukt, som er opphavet til navnet.) Aromatiske ringer er tiltrukket til hverandre, og ringen av salbutamol antas å passe inn i b-2AR nær tre andre aromatiske ringer i TMD 5 og extracelllular regionen av proteinet. Dette er en subtil forskjell fra adrenalin, som binder til en fenylalanin aminosyre i 6 TMD.

Hydroksylene

De to hydroksyler direkte knyttet til den aromatiske ring passer inn i b-2AR strukturen i TMD 5, tiltrukket av tre aminosyrer serin. Hydroxylgrupper er vanligvis ikke tiltrukket av seriner, som også inneholder hydroksylgrupper, men er i dette tilfellet på grunn av den aromatiske ring spesielle elektroniske egenskaper. Hydroksyl på halen ligger godt til rette i TMD 6, tiltrukket av en svakt positiv ladning på en asparagin aminosyre som ligger der.

Amin og t-butylgruppe

Den amingruppe har en svak positiv ladning og tiltrekkes til en negativt ladet aminosyre asparaginsyre i TMD 3. Den voluminøse t-butyl-gruppe knyttet til amin passer romslig inn i den lomme av denne TMD og virker sammen med andre ikke-polar aminosyre syrer inne. B-2AR reseptor kan motta denne ekstra bulk, mens andre reseptorer som adrenalin aktiverer ikke kan. Dette er nøkkelen til salbutamol spesifisitet og reduserte bivirkninger i forhold til adrenalin for astmabehandling.