Transportéry kyseliny gama-aminomáselné

Transportéry gama-aminomáselné kyseliny (GABA transportéry. anglicky: Gamma-Aminobutyric acid transporters - GABA transporters ) patří do rodiny neurotransmiterů známých jako sodíkové symportory . [1] (Také známý jako přenašeč solute 6 ( SLC6)). [2] Jedná se o velkou rodinu neurotransmiterů, které závisí na koncentraci Na + . Nacházejí se v různých oblastech mozku v různých typech buněk, jako např. neurony a astrocyty .

Tyto transportéry jsou primárně zodpovědné za regulaci extracelulární koncentrace GABA během bazální a synaptické aktivity. Jsou zodpovědné za vytvoření gradientu GABA , který je určen membránovým potenciálem a koncentrací Na + a Cl- . Jsou také přítomny na plazmatické membráně neuronů a neuroglií , což pomáhá určit jejich funkci při regulaci koncentrací GABA, protože působí jako receptory , které podporují recyklaci GABA v extracelulárním prostoru. [1] Transportéry GABA jsou častým cílem léků proti záchvatovým onemocněním, jako je epilepsie . [3]

Typy

Skupina transportérů GABA se skládá ze šesti různých transportérů:

GAT1 a GAT3 jsou hlavní transportéry GABA v mozku a míše , exprimované jak neurony, tak některými astrocyty. GAT2 a BGT1 jsou také exprimovány v mozku, ale v nízkých hladinách a hlavně v mozkových plenách. GAT2 také transportuje taurin a BGT1 transportuje betain . Tyto dva transportéry jsou převážně exprimovány v játrech, ale nacházejí se také v ledvinách a, jak bylo uvedeno výše, v mozkových plenách. [čtyři]

Funkce

Transportéry GABA v buněčné membráně pomáhají regulovat koncentraci GABA v extracelulární matrici reabsorbcí neurotransmiteru a čištěním synapse. Dočasně se vážou na GABA v extracelulární matrix a přesunují mediátor do cytoplazmy . Mediátory GABA nejsou zničeny, ale jsou vylučovány prostřednictvím transportérů GABA reabsorpcí ze synaptické štěrbiny. Při každé reabsorpci se ztratí pouze 20 % mediátorů, zatímco téměř 80 % se recykluje. Transportéry GABA udržují extracelulární koncentraci GABA v blízkosti synapse, aby kontrolovaly aktivitu receptorů GABA. GABAergní synaptický přenos řídí generování rytmických změn membránového potenciálu, protože transportéry závisí na pohybu iontů Na + a Cl- přes membránu, což jsou determinanty membránového potenciálu . Tyto změny závisí na přesném načasování aktivace GABA receptorů, které zase závisí na uvolňování a clearance GABA v extracelulárním prostoru. Toto zpětné vychytávání neurotransmiterů hraje důležitou roli v celkovém procesu synaptického přenosu. GABA transportér je aktivní, na napětí závislý elektrogenní systém, který se spoléhá na vnitřní elektrochemický gradient Na + iontů místo ATP . [5] Má také nízkou mikromolekulární afinitu ke GABA s Michaelis-Mentenovou konstantou 2,5 μM a vyžaduje přítomnost Cl - iontů v extracelulární matrix. [1] Transportér GABA pomáhá vytvářet rovnováhu GABA a v případě potřeby může pracovat obráceně, aby udržoval základní koncentraci GABA v systému.

Struktura

Struktura transportérů rodiny Sl6 má 20–25% sekvenční podobnost s LeuTA [6] , což poskytuje evoluční vztah mezi transportérem a proteinem transportéru leucinu. Kvůli této podobnosti je protein LeuTa velmi blízkým modelem šablony pro podrobnější studium transportérů. Transportér GABA existuje ve dvou formách. Transportéry sdílejí společnou strukturu 12 alfa helixů s N-koncem i C-koncem v cytoplazmě s glykosylační sekvencí v substrátu transmembránových helixů . Aminokyselinová sekvence se pohybuje od 599 (GAT1) do 700 pro glycinové transportéry.

Role u epilepsie

GABA vytváří inhibiční tonus v mozkové kůře , aby vyrovnal neuronální excitabilitu. Nerovnováha mezi vzrušivostí a letargií často vede k záchvatům . Pro pomoc při epileptických poruchách byla vyvinuta antikonvulziva , která specificky napadají transportéry GABA, blokují jejich aktivitu, což ovlivňuje excitabilitu neuronů. Antikonvulziva, jako je tiagabin, napadají transportéry GABA inhibicí vychytávání neurotransmiteru GABA. U pacientů s epilepsií temporálního laloku dochází ke snížení uvolňování GABA v důsledku narušení transportérů. Léky, jako je vigabatrin, zvrátit činnost přenašečů GABA, což zvyšuje koncentraci GABA v synapsi, což zase pomáhá potlačit neuronální excitabilitu. [3]

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Scimemi A (2014-06-17). „Struktura, funkce a plasticita transportérů GABA“ . Hranice v buněčné neurovědě . 8 :161 . doi : 10.3389/ fncel.2014.00161 . PMC 4060055 . PMID24987330 . _  
  2. Bernstein EM, Quick MW (leden 1999). „Regulace transportérů kyseliny gama-aminomáselné (GABA) extracelulární GABA“ . The Journal of Biological Chemistry . 274 (2): 889-95. DOI : 10.1074/jbc.274.2.889 . PMID  9873028 .
  3. ↑ 1 2 Richerson, George B. Role transportéru GABA u epilepsie / George B. Richerson, Yuanming Wu. — Springer US, 2004. — S. 76–91. — ISBN 9781441934185 .
  4. Zhou Y, Danbolt NC (2013-11-11). „Přenašeče GABA a glutamátu v mozku“ . Hranice v endokrinologii . 4 : 165. doi : 10.3389/ fendo.2013.00165 . PMC 3822327 . PMID24273530 . _  
  5. Ed., Egebjerg, Jan, Ed. Schousboe, Arne, Ed. Krogsgaard-Larsen, Povl. Glutamátové a GABA receptory a transportéry: struktura, funkce a farmakologie. — Taylor & Francis, 2002. — ISBN 978-0748408818 .
  6. Kristensen AS, Andersen J, Jørgensen TN, Sørensen L, Eriksen J, Loland CJ, Strømgaard K, Gether U (září 2011). „Neurotransmiterové transportéry SLC6: struktura, funkce a regulace“ . Farmakologické přehledy . 63 (3): 585-640. DOI : 10.1124/pr.108.000869 . PMID21752877  . _
  7. Gadea A, Lopez-Colomé AM (březen 2001). „Gliové transportéry pro glutamát, glycin a GABA: II. transportéry GABA“. Journal of Neuroscience Research . 63 (6): 461-8. DOI : 10.1002/jnr.1040 . PMID  11241581 .