Charakterisierung funktioneller Domänen für GABA und Furosemid auf GABA A-Rezeptoren

ZUSAMMENFASSUNGDie schnelle inhibitorische Neurotransmission im Säugerhirn ist wesentlich GABA-erg vermittelt.Neben GABA binden u.a. Picrotoxinin und TBPS (tert-Butylbicyclophosphorothionat) am GABAA-Rezeptor. Die Bindung von [35S]TBPS wird durch alle am GABAA-Rezeptor bindenden Substanzen moduliert. Zur Untersuchung der GABAA-Rezeptor-Funktionen wurden TBPS-Bindungsstudien an rekombinant exprimierten Rezeptoren in vitro und nativen Rezeptoren in situ verwendet.Die alpha-Untereinheiten spielen bei der gehirnarealspezifischen Auswirkungen verschiedener GABA-Mimetika, der Charakterisierung subtypspezifischer Substanzen und der Ausprägung der GABA-Sensitivitäten eine große Rolle. Für die Detaillierung der höheren GABA-Sensitivität alpha6-enthaltender Rezeptoren wurden Chimären und Punktmutationen zwischen den Untereinheiten alpha1 und alpha6 hergestellt. Nach Austausch des Asparagins 188 in der alpha1-Untereinheit durch das alpha6-entsprechende Lysin zeigten Rezeptoren in Kombination mit den Untereinheiten beta3 und gamma2 eine erhöhte GABA-Sensitivität gegenüber dem Wildtyp. Dementsprechend wiesen alpha6-enthaltende Rezeptoren mit der umgekehrten Punktmutation L187N eine geringere GABA-Sensitivität auf. Furosemid wirkt ausschließlich auf alpha6beta2/3-enthaltende GABAA-Rezeptors GABA-agonistisch. [35S]TBPS- Bindungsstudien an chimären alpha1/alpha6-Rezeptoren weisen auf eine niedrigpotente Bindungsstelle für Furosemid im extrazellulären Sequenzabschnitt zwischen der Aoc I-Schnittstelle und der TM3-Region hin. Die Substanz 4 PIOL zeigte subtypspezifischen Charakter am GABAA-Rezeptor. In den [35S]TBPS-Autoradiographien und den Bindungsstudien an Membranen wirkte 4 PIOL auf alpha6-enthaltende Rezeptoren schwach GABA-mimetisch bzw. agonistisch, in den [35S]TBPS-Bindungsstudien an alpha6-enthaltenden rekombinanten Rezeptoren schwach negativ modulatorisch oder antagonistisch.ABSTRACTIn mammalien brain, fast inhibitory neurotransmission is mostly mediated by GABA. In addition to GABA the GABAA receptors bind Picrotoxinin and TBPS (tert-butylbicyclophosphorothionat). [35S]TBPS binding is modulated by all GABAA receptor binding ligands. TBPS binding studies were used to analyze GABAA receptor function in heterologously- expressed receptors in vitro or native receptors in situ. The alpha subunits play an important role for brain area-specific effects of different GABA mimetics, characterisation of subtyp specific substances and expression of GABA-sensitivity. To identify the determinants of increased GABA-sensitifity in alpha6-containing receptors, chimeras and pointmutations between alpha1 and alpha6 subunits were constructed. Following replacement of asparagin 188 (alpha1 subunit) by lysin (alpha6 subunit), in combination with beta3/gamma2 subunits showed increased GABA-sensitivity compared to the wildtyp. The complementary mutation L187N in alpha6-containing receptors showed decreased GABA-sensitivity.Furosemid is an antagonist only on GABA alpha6beta2/3-containing GABAA receptors.[35S]TBPS-bindingsstudies on chimeric alpha1/alpha6-receptors indicate a lower potential binding site for Furosemid in an extracellular loop. The substance 4-PIOL shows subtyp specific action on GABAA-receptors. In [35S]TBPS-autoradiographs and [ 35S]TBPS-bindingstudies on membranes, 4-PIOL showed low GABA-mimetic or agonistic effects, whereas in [35S]TBPS-bindingstudies on alpha6-containing recombinant receptors it acted as a low negativ modulator or an antagonist