Receptor Kainate - Kainate receptor

Kwas kainowy
Kwas glutaminowy

Receptory kainowe lub receptory kwasu kainowego ( KAR ) to receptory jonotropowe, które reagują na neuroprzekaźnik glutaminian . Zostały one po raz pierwszy zidentyfikowane jako odrębny typ receptora poprzez ich selektywną aktywację przez agonistę kainate , lek po raz pierwszy wyizolowany z alg Digenea simplex. Zostały one tradycyjnie sklasyfikowane jako receptory typu innego niż NMDA , wraz z receptorem AMPA . KAR są mniej poznane niż receptory AMPA i NMDA , inne jonotropowe receptory glutaminianu . Postsynaptyczne receptory kainowe są zaangażowane w neuroprzekaźnictwo pobudzające . Presynaptyczne receptory kainowe biorą udział w hamowaniu neuroprzekaźnictwa poprzez modulowanie uwalniania hamującego neuroprzekaźnika GABA poprzez mechanizm presynaptyczny.

Struktura

Istnieje pięć typów podjednostek receptorów kainowych, Glur 5 ( GRIK1 ) Glur 6 ( GRIK2 ) Glur 7 ( GRIK3 ) KA1 ( GRIK4 ) i KA2 ( GRIK5 ), które są podobne do podjednostek receptora AMPA i NMDA i może być umieszczona na różne sposoby, tworząc tetramer , receptor czterech podjednostek. GluR 5-7 może tworzyć homomery (np. receptor złożony w całości z GluR5) i heteromery (np. receptor złożony zarówno z GluR 5, jak i GluR 6 ), jednakże KA1 i KA2 mogą tworzyć funkcjonalne receptory tylko przez połączenie z jednym z GluR 5-7 podjednostek.

Od 2009 roku zmieniono nazwy podjednostek receptora kainowego zgodnie z ich nazwą genową. Stąd GluR5-7 to teraz GluK1-3, a KA1 i KA2 to odpowiednio GluK4 i GluK5.

Każda podjednostka KAR zaczyna się od 400 reszt zewnątrzkomórkowej domeny N-końcowej, która odgrywa kluczową rolę w składaniu, po której następuje pierwszy segment szczeliny wiążącej neuroprzekaźnik, zwany S1. Segment ten przechodzi następnie przez błonę komórkową , tworząc pierwszy z trzech regionów obejmujących błonę, M1. Segment M2 zaczyna się następnie na cytoplazmatycznej powierzchni błony, wciska się w błonę komórkową mniej więcej do połowy, a następnie zanurza się z powrotem w cytoplazmie. Ten segment, zwany „pętlą p”, określa przepuszczalność receptora dla wapnia. M2 zamienia się w M3, kolejny segment przezbłonowy, który pojawia się na zewnątrzkomórkowej powierzchni, aby uzupełnić miejsce wiązania neuroprzekaźnika (część zwana S2). M4 zaczyna się pozakomórkowo i ponownie przechodzi przez błonę do cytoplazmy, tworząc C-terminal białka.

Różnice w kieszeni wiążącej ligand pozwalają na rozwój umiarkowanie selektywnych podjednostek agonistów i antagonistów receptora kainowego.

Przewodnictwo

Kanał jonowy utworzony przez receptory kainianowe jest przepuszczalny dla jonów sodu i potasu . Przewodność jednokanałowa kanałów receptora kainowego jest podobna do przewodności kanałów AMPA, przy około 20 pS . Jednak czasy narastania i zanikania potencjałów postsynaptycznych generowanych przez KAR są wolniejsze niż dla potencjałów postsynaptycznych AMPA. Ich przepuszczalność dla Ca2 + jest zwykle bardzo niewielka, ale zmienia się w zależności od podjednostek i edycji RNA na końcu pętli p.

Znane role KAR w neuronach


Heteromery

Wiele receptorów kainowych wydaje się istnieć jako heteromery. Podjednostki GluK4 i GluK5 o „wysokim powinowactwie” mogą tworzyć tylko kanały funkcjonalne jako heteromery z podjednostkami „o niskim powinowactwie” (GluK1-3).

Role

Receptory kainianowe mają zarówno działanie presynaptyczne, jak i postsynaptyczne. Mają one nieco bardziej ograniczoną dystrybucję w mózgu niż receptory AMPA i NMDA , a ich funkcja jest słabiej zdefiniowana. Wywołującego drgawki kainowego kwasu napady indukuje, w części, przez aktywację receptorów kainate zawierających podjednostkę GluK2 oraz prawdopodobnie przez AMPA Aktywacja receptorów kainate zawierających podjednostkę GluK1 może wywoływać drgawki, ale usunięcie tego podzespołu nie zmniejsza napadów podatność na kainian lub w innych modelach napadów. Usunięcie GluK1 lub GluK2 nie zmienia epileptogenezy kindling ani ekspresji napadów kindled.

Niedawne badania nad regulacją napięcia wykazały, że receptory kainowe pełnią w neuronach nie tylko rolę jonotropową (lub bezpośrednio zmieniającą przewodnictwo błony). Metabotropowych (lub pośrednio za pośrednictwem pomocniczych ścieżek białka) efekt został zweryfikowany przez wiele dodatkowych białek i trwałego prądu przez kaskady białka G . Konkretne powiązanie tego szlaku pozostaje do odkrycia, a także wyjaśnienie, dlaczego polaryzacja i dystrybucja KAR tak bardzo się różni w różnych neuronach i regionach mózgu. Wykazano, że białka stymulują receptory i pomagają wyjaśnić rolę KAR w dojrzewaniu obwodów neuronalnych podczas rozwoju .

Wykazano, że jednym z większych powiązań i ról, jakie odgrywają receptory kainowe, jest kilka chorób i stanów neurologicznych. Ekspresja i dystrybucja KAR wykazały powiązanie schizofrenii , depresji , autyzmu , choroby Huntingtona , choroby afektywnej dwubiegunowej i padaczki między innymi. Większość pochodzi z mutacji GluK1-5. Przyczyna jest niejasna i jest przedmiotem dalszych badań.

Plastyczność

W przeciwieństwie do receptorów AMPA, receptory kainowe odgrywają jedynie niewielką rolę w sygnalizacji synaps . Receptory kainianowe odgrywają subtelną rolę w plastyczności synaptycznej , wpływając na prawdopodobieństwo uruchomienia komórki postsynaptycznej w odpowiedzi na przyszłą stymulację. Aktywacja receptorów kainowych w komórce presynaptycznej może wpływać na ilość uwalnianych neuroprzekaźników. Efekt ten może wystąpić szybko i trwać długo, a efekty powtarzanej stymulacji KAR mogą się z czasem sumować.

Ligandy

Agoniści

Antagoniści

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki