Glutamatni receptor

Из Википедије, слободне енциклопедије
AMPA receptor vezan za glutamatni antagonist. Prikazan je amino terminal, ligand vezujući i transmembranski domen, 3KG2

Glutamatni receptori su sinaptički receptori locirani prvenstveno na membranama neuronskih ćelija. Glutamat je jedan od 20 proteinogenih aminokiselina, tako da je dostupan u izobilju u mnogim delovima tela. On takođe deluje kao neurotransmiter i posebno je zastupljen u nervnom sistemu. Glutamatni receptori su odgovorni za glutamatom posredovanu postsinaptičku ekscitaciju neuronskih ćelija. Oni su važni za neuronsku komunikaciju, formiranje memorija, učenje, i regulaciju. Osim toga glutamatni receptori su implicirani u patologije brojnih neurodegenerativnih oboljenja usled njihove centralne uloge u ekscitotoksičnosti i njihove rasprostranjenosti širom centralnog nervnog sistema.

Funkcija[уреди]

Glutamat je najprominentniji neurotransmiter u telu. On je prisutan u preko 50% nervnih tkiva.[1] Glutamat je inicijalno otkriven kao neurotransmiter u studijama insekata tokom ranih 1960-ih. Dva primarna glutamatna receptora su imenovana po agonistima koji se vezuju za njih sa visokom specifičnošću: AMPA (α-amino-3-hidroksil-5-metil-4-izoksazol-propionat) i NMDA (N-metil-D-aspartat).[1] Jedna od glavnih funkcija glutamatnih receptora je modulacija sinaptičke plastičnosti, svojstva mozga koje se smatra da ima vitalni značaj za memoriju i učenje. Za metabotropne i jonotropne glutamatne receptore je pokazano da imaju uticaja na sinaptičku plastičnost.[2] Povećanje ili umanjenje broja jonotropnih glutamatnih receptora na postsinaptičkim ćelijama može da dovede do dugotrajne potencijacije ili dugotrajne depresije ćelije, respektivno.[3][4] Dodatno, metabotropni glutamatni receptori mogu da modulišu sinaptičku plastičnost putem regulacije postsinaptičke sinteze proteina putem sistema sekundarnih glasnika.[5] Istraživanja su pokazala da su glutamatni receptori prisutni u CNS glijalnim ćelijama, kao i u neuronima.[6] Smatra se da glutamatni receptori učestvuju u modulaciji izražavanja gena u glijalnim ćelijama, tokom proliferacije i diferencijacije glijalnih prekursornih ćelija tokom razvoja mozga, kao i u odraslim glijalnim ćelijama.[7]

Tipovi[уреди]

Glutamatni receptori se mogu podeliti u dve grupe na osnovu mehanizma kojim njihova aktivacija proizvodi postsinaptičku struju.[8] Jonotropni glutamatni receptori (iGluR) formiraju pore jonskih kanala koje se aktiviraju kad se glutamat veže za receptor. Metabotropni glutamatni receptori (mGluR) indirektno aktiviraju jonske kanale na ćelijskoj membrani putem signalne kaskade koja obuhvata G proteine.

Jonotropni receptori obično brzo prenose informaciju, dok su metabotropni asocirani sa dogotrajnim stimulusom. Postoji mnoštvo glasnika za prenos signal, tako da aktivacija G-proteina može da dovede do višestruke aktivacije. Glutamatni receptori su obično specijalizovani za glutamat kao ligand, a u nekim slučajevima je neophodan i dodatni agonist.

Postoji ustaljena praksa imenovanja primarnih podtipova glutamatnih receptora po ligandu koji ima veću selektivnost od glutamata. Nekoliko jedinjenja se rutinski koristi u istraživanjima glutamatnih ereceptora:

Tip Ime Agonisti
jonotropni NMDA receptor NMDA
Kainatni receptor Kainat
AMPA receptor AMPA
metabotropni mGluR L-AP4, ACPD, L-QA[9]

Usled raznovrsnosti glutamatnih receptora, njihove podjedinice su kodirane brojnim familijama gena. Sličnost sekvenci među sisarima ukazuje na evoluciono poreklo mnogih mGluR i iGluR gena.[10] Konzervacija okvira čitanja i splajsnih mesta GluR gena između šimpanza i ljudi je potpuna, jer nije došlo do strukturnih promena nakon odvajanja ljudi od zajedničkog prethodnika. Međutim, postoji mogućnost da su dve za ljude karakteristične "fiksne" aminokiselinske supstitucije, D71G u GRIN3A i R727H u GRIN3B, specifično vezane za ljudske moždane funkcije.[11]

Jonotropni[уреди]

Podjedinice jonotropnih glutamatnih receptora i njihovi geni[12][13]

Receptorska familija Podjedinica Gen Hromozom
(čovek)
AMPA GluR1 GRIA1 5q33
GluR2 GRIA2 4q32-33
GluR3 GRIA3 Xq25-26
GluR4 GRIA4 11q22-23
Kainate GluR5 GRIK1 21q21.1-22.1
GluR6 GRIK2 6q16.3-q21
GluR7 GRIK3 1p34-p33
KA-1 GRIK4 11q22.3
KA-2 GRIK5 19q13.2
NMDA NR1 GRIN1 9q34.3
NR2A GRIN2A 16p13.2
NR2B GRIN2B 12p12
NR2C GRIN2C 17q24-q25
NR2D GRIN2D 19q13.1qter
NR3A GRIN3A 9q31.1
NR3B GRIN3B 19p13.3

Metabotropni[уреди]

Metabotropni glutamatni receptori se imenuju po šablonu: mGluR#. Oni se dele u tri grupe:

Grupa Receptor Gen Hromozom
(čovek)
Efekat
1 mGluR1 GRM1 6q24 Povećanje Ca2+ koncentracije u citoplazmi.
mGluR5 GRM5 11q14.3 Otpuštanje K+ iz ćelije putem aktivacije K+ jonskih kanala
2 mGluR2 GRM2 3p21.2 Inhibicija adenilil ciklaze uzrokuje prekid cAMP zavisnog puta
mGluR3 GRM3 7q21.1-q21.2
3 mGluR4 GRM4 6p21.3 Aktivacija Ca2+ kanala kojom se omogućava unos dodatnih Ca2+ jona u ćeliju[14]
mGluR6 GRM6 5q35
mGluR7 GRM7 3p26-p25
mGluR8 GRM8 7q31.3-q32.1

Reference[уреди]

  1. ^ а б „Glutamate Receptors - Structures and Functions“. Centre of Synaptic Plasticity. University of Bristol. 04. 01. 2007. Приступљено 07. 12. 2009.. 
  2. ^ Debanne D, Daoudal G, Sourdet V, Russier M (2003). „Brain plasticity and ion channels“. J. Physiol. Paris 97 (4–6): 403–14. DOI:10.1016/j.jphysparis.2004.01.004. PMID 15242652. 
  3. ^ Pérez-Otaño I, Ehlers MD (May 2005). „Homeostatic plasticity and NMDA receptor trafficking“. Trends Neurosci. 28 (5): 229–38. DOI:10.1016/j.tins.2005.03.004. PMID 15866197. 
  4. ^ Asztély F, Gustafsson B (February 1996). „Ionotropic glutamate receptors. Their possible role in the expression of hippocampal synaptic plasticity“. Mol. Neurobiol. 12 (1): 1–11. DOI:10.1007/BF02740744. PMID 8732537. 
  5. ^ Weiler IJ, Greenough WT (August 1993). „Metabotropic glutamate receptors trigger postsynaptic protein synthesis“. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (15): 7168–71. DOI:10.1073/pnas.90.15.7168. PMC 47097. PMID 8102206. 
  6. ^ Teichberg VI (December 1991). „Glial glutamate receptors: likely actors in brain signaling“. FASEB J. 5 (15): 3086–91. PMID 1660422. 
  7. ^ Steinhäuser C, Gallo V (August 1996). „News on glutamate receptors in glial cells“. Trends Neurosci. 19 (8): 339–45. DOI:10.1016/0166-2236(96)10043-6. PMID 8843603. 
  8. ^ Palmada M, Centelles J (1998). „Excitatory amino acid neurotransmission. Pathways for metabolism, storage and reuptake of glutamate in brain“. Front Biosci 3: d701–18. PMID 9665875. 
  9. ^ Ohashi H, Maruyama T, Higashi-Matsumoto H, Nomoto T, Nishimura S, Takeuchi Y (2002). „A novel binding assay for metabotropic glutamate receptors using [3H L-quisqualic acid and recombinant receptors“] (subscription required). Z Naturforsch [C] 57 (3–4): 348–55. PMID 12064739. 
  10. ^ Suchanek B, Seeburg PH, Sprengel R (January 1995). „Gene structure of the murine N-methyl D-aspartate receptor subunit NR2C“. J. Biol. Chem. 270 (1): 41–4. DOI:10.1074/jbc.270.1.41. PMID 7814402. 
  11. ^ Goto H, Watanabe K, Araragi N, Kageyama R, Tanaka K, Kuroki Y, Toyoda A, Hattori M, Sakaki Y, Fujiyama A, Fukumaki Y, Shibata H (2009). „The identification and functional implications of human-specific "fixed" amino acid substitutions in the glutamate receptor family“. BMC Evol. Biol. 9: 224. DOI:10.1186/1471-2148-9-224. PMC 2753569. PMID 19737383. 
  12. ^ Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (March 1999). „The glutamate receptor ion channels“. Pharmacol. Rev. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. 
  13. ^ Andersson O, Stenqvist A, Attersand A, von Euler G. (December 2001). „Nucleotide sequence, genomic organization, and chromosomal localization of genes encoding the human NMDA receptor subunits NR3A and NR3B“. Genomics 78 (3): 178–84. DOI:10.1006/geno.2001.6666. PMID 11735224. 
  14. ^ Conn PJ et al. (2005). „Metabotropic glutamate receptors in the basal ganglia motor circuit“. Nat Rev Neurosci. 6 (10): 787–98. DOI:10.1038/nrn1763. PMID 16276355. 

Vidi još[уреди]

Spoljašnje veze[уреди]