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Strukturklasse-1-Rezeptoren

Strukturklasse 1: Superfamilie der Glutamat-gesteuerten Kationenkanäle (1.2)

Diese Superfamilie umfasst folgende Subtypen von Rezeptoren:

Tab.1
KlasseRezeptortyp
1.2.1non-NMDA*-Rezeptoren
1.2.2NMDA*-Rezeptoren

*: NMDA = N-Methyl-D-aspartat

Abb.1
Aufbau des Rezeptors

Glutamat ist der einzige Transmitter, der sowohl Kationen- als auch Anionenkanäle (Strukturklasse 1.1.3) steuert. Zunächst wurde auch für diese Superfamilie eine Topologie mit vier transmembranen (TM-) Segmenten wie im Falle der Strukturklasse 1.1 angenommen, Experimente zur Zugänglichkeit von intra- und extrazellulären Abschnitten führten jedoch zu einer grundlegenden Revision dieses Modells. Danach existieren nur noch drei TM-Segmente, und das frühere TM2 bildet nun eine Schleife mit beiden Enden auf der cytoplasmatischen Seite. Die Frage, ob der Glutamat-Rezeptor wie die Mitglieder der Strukturklasse 1.1 aus einem Pentamer besteht, war ebenfalls umstritten.

Untersuchungen von Chen et al. (1999) an einem bakteriellen GluR (GluR0) brachten erstaunliche Ergebnisse: Es zeigte sich nämlich, dass die Rezeptor-Sequenz unverkennbare Ähnlichkeit mit der von Kalium-Kanälen hat. Elektrophysiologische Messungen ergaben, dass der Kanal Kalium-selektiv ist, anders als seine eukaryontischen Verwandten, die relativ unspezifisch mono- und divalente Kationen hindurchlassen. Darüberhinaus ähnelt die Schleife zwischen dem ersten und zweiten Transmembransegment einem quasi umgedrehten P-loop von Kalium-Kanälen (Strukturklasse 1.3). Diese Zusammenhänge lassen vermuten, dass Kalium-Kanäle und Glutamat-Rezeptoren einmal einen gemeinsamen Vorgänger hatten und deshalb auch gemeinsame strukturelle und funktionelle Eigenschaften aufweisen. So geht man nun auch in Analogie zu den Kalium-Kanälen von einer tetrameren Anordnung der GluR-Untereinheiten aus.

Literatur

Chen, G. Q.; Cui, C.; Mayer, M. L.; Gouaux, E. (1999): Functional characterization of a potassium-selective prokaryotic glutamate receptor.. In: Nature. 402 , 817-821

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