글리신 수용체

Glycine receptor
글리신

글리신 수용체(GlyR 또는 GLR로 약칭)는 아미노산 신경전달물질 글리신의 수용체다. 글리R은 염화 전류를 통해 그 효과를 내는 이온성 수용체다. 중추신경계에 가장 널리 분포된 억제수용체 중 하나이며, 다양한 생리적 과정, 특히 척수와 뇌계에서의 억제 신경전달 매개에 중요한 역할을 한다.[1]

수용체는 글리신, β-알라닌, 타우린 등 다양한 단순 아미노산에 의해 활성화될 수 있으며, 고선위 경쟁적 길항제 스트리치닌에 의해 선택적으로 차단될 수 있다.[2] 카페인은 글리R의 경쟁적 적수다.[3]

Gephyrin은 억제 시냅스의 글리R 클러스터링에 필요한 것으로 나타났다.[4][5] 글리R은 일부 해마 뉴런에 있는 GABAA 수용체와 함께 콜로칼화 하는 것으로 알려져 있다.[4] 그럼에도 불구하고 GABAA 수용체가 존재함에도 불구하고 등근근성 갱년기 뉴런에서 GlyR α1 서브유닛과 그 고정 단백질인 게피린이 발견되지 않는 중추신경계에서는 일부 예외가 발생할 수 있다.[6]

역사

글리신과 그 수용체는 1965년에 처음으로 세포 억제에 역할을 하도록 제안되었다.[7] 2년 뒤 실험 결과 글리신은 수용체를 통한 염화 전도도가 높아져 척추 운동 신경세포에[8] 극지방화 효과가 있는 것으로 나타났다.[9] 그러던 중 1971년 자동방사선촬영을 통해 척수에 글리신이 국소화된 것으로 밝혀졌다.[10] 이 모든 발견은 글리신이 수용체를 통해 작용하는 척수의 일차적 억제 신경전달물질이라는 결론을 낳았다.

서브유닛의 배열

(a): 글리신 수용기의 작용제 3개와 길항제 1개를 나타낸다. (b): 수용체의 태아 형태는 5 α2 서브유닛으로 구성되는 반면, 성인의 형태는 α1과 β 서브유닛으로 구성된다.

Strychanine에 민감한 GlyRs는 리간드 게이트 이온 채널 계열의 구성원이다. 이 계열의 수용체는 중심공공을 둘러싸고 있는 5개의 서브유닛으로 배열되며, 각 서브유닛은 4 α 나선형 투과체 세그먼트로 구성된다.[11] 현재 글리R(GLRA1, GLRA2, GLRA3, GLRA4)의 리간드 바인딩 α-부분단위(α1-4)와 단일 β-부분단위(GLRB)의 알려진 등소형식이 4개 있다. 글리R의 성체 형태는 이질 αβ1 수용체로서, 3 α1 서브유닛과 2 β[12] 서브유닛 또는 4 α1 서브유닛과 1 β 서브유닛의 스토이치측정(비율)을 가지고 있는 것으로 생각된다.[13] 반면에 배아는 5 α2 서브유닛으로 이루어져 있다.[14] α-하위닛은 또한 아프리카 발톱 개구리 난모세포 또는 포유류 세포 라인의 이성적 표현 시스템에서 기능적 호모펜타머를 형성할 수 있으며, 이는 채널 약동학 및 약동학 연구에 유용하다.[13] β 서브유닛은 α 서브유닛이 없으면 기능 채널을 형성할 수 없지만 글리스의 시냅스 국산화 및 글리신 전류의 약리학적 프로파일을 결정한다.[15]

함수

어른들

성숙한 성인에게 글리신은 척수와 뇌의 영역에서 발견되는 억제 신경전달물질이다.[14] 글리신 수용체에 결합하면서 순응적 변화가 유도되고, 수용체에 의해 생성된 채널이 열린다.[16] 채널이 열리면 염화물이온이 세포로 흘러들어와 극지방화가 된다. 글리신은 작용 전위 전파 가능성을 감소시키는 이러한 초극화 외에도 수용체에 결합하면서 억제 신경전달물질과 호기성 신경전달물질 모두의 전달을 감소시키는 역할을 담당한다.[17] 이를 '분쇄' 효과라고 하며 옴의 법칙으로 설명할 수 있다. 수용체가 활성화되면 막 전도성이 높아지고 막 저항성이 감소한다. 옴의 법칙에 따르면 저항이 감소하면 전압도 감소한다. 시냅스 후 전압이 감소하면 신경전달물질의 전달이 감소한다.[17]

배아

배아를 개발하는데 있어서 글리신은 성인에게서와 정반대의 효과를 가진다. 그것은 흥분성 신경전달물질이다.[17] 이는 염화물이 NKCC1의 높은 발현으로 인해 초기에는 더 많은 양의 평형전위를 가지고 있기 때문이다. 이것은 세포 안으로 나트륨 1개, 칼륨 1개, 염화 이온 2개를 이동시켜 세포내 염화농도가 높아지게 한다. 글리신이 수용체에 결합하면, 그 결과는 성숙한 어른들에게서 일어나는 것과 같은 유입이 아니라 염화물의 유출이 된다. 염화물의 유출은 막 전위를 더 양성화하거나 탈분극화시킨다. 세포가 성숙함에 따라 K+-Cl-cantransporter 2(KCC2)가 발현되어 칼륨과 염화물을 세포 밖으로 이동시켜 세포내 염화농도를 감소시킨다. 이를 통해 수용체가 성인에 대해 위에서 설명한 억제 메커니즘으로 전환할 수 있다.[17]

질병의 글리신 수용체

글리R 표면 발현이 중단되거나 염화 이온을 전도하는 표현 글리R의 능력이 감소하면 희귀 신경질환인 과페렉플렉시아가 발생한다. 이 장애는 예상치 못한 자극에 대해 과장된 반응을 보이는 것이 특징이며, 이는 일시적이지만 완전한 근육 경직성으로 인해 보호받지 못하는 낙상을 초래하는 경우가 많다. 추락으로 인한 만성 부상은 그 장애의 증상이다.[1] GLRA1의 돌연변이는 몇몇 경직된 사람 증후군의 원인이다.[18]

리간즈

고민자

포지티브 알로스테릭 변조기

반목자

참조

  1. ^ a b Lynch JW (October 2004). "Molecular structure and function of the glycine receptor chloride channel". Physiological Reviews. 84 (4): 1051–95. CiteSeerX 10.1.1.326.8827. doi:10.1152/physrev.00042.2003. PMID 15383648.
  2. ^ Rajendra S, Lynch JW, Schofield PR (1997). "The glycine receptor". Pharmacology & Therapeutics. 73 (2): 121–146. doi:10.1016/S0163-7258(96)00163-5.
  3. ^ Duan L, Yang J, Slaughter MM (August 2009). "Caffeine inhibition of ionotropic glycine receptors". The Journal of Physiology. 587 (Pt 16): 4063–75. doi:10.1113/jphysiol.2009.174797. PMC 2756438. PMID 19564396.
  4. ^ a b Lévi S, Logan SM, Tovar KR, Craig AM (January 2004). "Gephyrin is critical for glycine receptor clustering but not for the formation of functional GABAergic synapses in hippocampal neurons". The Journal of Neuroscience. 24 (1): 207–17. doi:10.1523/JNEUROSCI.1661-03.2004. PMID 14715953.
  5. ^ Feng G, Tintrup H, Kirsch J, Nichol MC, Kuhse J, Betz H, Sanes JR (November 1998). "Dual requirement for gephyrin in glycine receptor clustering and molybdoenzyme activity". Science. 282 (5392): 1321–4. doi:10.1126/science.282.5392.1321. PMID 9812897.
  6. ^ Lorenzo LE, Godin AG, Wang F, St-Louis M, Carbonetto S, Wiseman PW, et al. (June 2014). "Gephyrin clusters are absent from small diameter primary afferent terminals despite the presence of GABA(A) receptors". The Journal of Neuroscience. 34 (24): 8300–17. doi:10.1523/JNEUROSCI.0159-14.2014. PMC 6608243. PMID 24920633.
  7. ^ Aprison, M.H.; Werman, R. (November 1965). "The distribution of glycine in cat spinal cord and roots". Life Sciences. 4 (21): 2075–2083. doi:10.1016/0024-3205(65)90325-5.
  8. ^ Werman, R.; Davidoff, R. A.; Aprison, M. H. (May 1967). "Is Glycine a Neurotransmitter ?: Inhibition of Motoneurones by Iontophoresis of Glycine". Nature. 214 (5089): 681–683. doi:10.1038/214681a0. ISSN 0028-0836.
  9. ^ Werman, R; Davidoff, R A; Aprison, M H (January 1968). "Inhibitory of glycine on spinal neurons in the cat". Journal of Neurophysiology. 31 (1): 81–95. doi:10.1152/jn.1968.31.1.81. ISSN 0022-3077.
  10. ^ Hökfelt, Tomas; Ljungdahl, Åke (September 1971). "Light and electron microscopic autoradiography on spinal cord slices after incubation with labeled glycine". Brain Research. 32 (1): 189–194. doi:10.1016/0006-8993(71)90163-6.
  11. ^ Miyazawa A, Fujiyoshi Y, Unwin N (June 2003). "Structure and gating mechanism of the acetylcholine receptor pore". Nature. 423 (6943): 949–55. doi:10.1038/nature01748. PMID 12827192.
  12. ^ Kuhse J, Laube B, Magalei D, Betz H (December 1993). "Assembly of the inhibitory glycine receptor: identification of amino acid sequence motifs governing subunit stoichiometry". Neuron. 11 (6): 1049–56. doi:10.1016/0896-6273(93)90218-G. PMID 8274276.
  13. ^ a b Kuhse J, Betz H, Kirsch J (June 1995). "The inhibitory glycine receptor: architecture, synaptic localization and molecular pathology of a postsynaptic ion-channel complex". Current Opinion in Neurobiology. 5 (3): 318–23. doi:10.1016/0959-4388(95)80044-1. PMID 7580154.
  14. ^ a b Rajendra, Sundran; Lynch, Joseph W.; Schofield, Peter R. (January 1997). "The glycine receptor". Pharmacology & Therapeutics. 73 (2): 121–146. doi:10.1016/S0163-7258(96)00163-5.
  15. ^ Galaz P, Barra R, Figueroa H, Mariqueo T (Aug 2015). "Advances in the pharmacology of LGICs auxiliary subunits" (PDF). Pharmacol. Res. 101 (101): 65–73. doi:10.1016/j.phrs.2015.07.026. PMID 26255765.
  16. ^ Breitinger, Hans-Georg; Becker, Cord-Michael (2002). "The Inhibitory Glycine Receptor—Simple Views of a Complicated Channel". ChemBioChem. 3 (11): 1042–1052. doi:10.1002/1439-7633(20021104)3:11<1042::AID-CBIC1042>3.0.CO;2-7. ISSN 1439-7633.
  17. ^ a b c d Xu, Tian-Le; Gong, Neng (August 2010). "Glycine and glycine receptor signaling in hippocampal neurons: Diversity, function and regulation". Progress in Neurobiology. 91 (4): 349–361. doi:10.1016/j.pneurobio.2010.04.008.
  18. ^ 온라인 멘델리아 유산 인 남자: STRIBE-Person Syndrome; SPS - 184850
  19. ^ Shan Q, Haddrill JL, Lynch JW (April 2001). "Ivermectin, an unconventional agonist of the glycine receptor chloride channel". The Journal of Biological Chemistry. 276 (16): 12556–64. doi:10.1074/jbc.M011264200. PMID 11278873.

외부 링크