Récepteur Kainate - Kainate receptor

Acide kaïnique
Acide glutamique

Les récepteurs kainate , ou récepteurs de l'acide kaïnique ( KAR ), sont des récepteurs ionotropes qui répondent au neurotransmetteur glutamate . Ils ont d'abord été identifiés comme un type de récepteur distinct grâce à leur activation sélective par l'agoniste kainate , un médicament d'abord isolé de l' algue Digenea simplex. Ils ont été traditionnellement classés comme un récepteur de type non NMDA , avec le récepteur AMPA . Les KAR sont moins connus que les récepteurs AMPA et NMDA , les autres récepteurs ionotropes du glutamate . Les récepteurs kainates postsynaptiques sont impliqués dans la neurotransmission excitatrice . Les récepteurs kainate présynaptiques ont été impliqués dans la neurotransmission inhibitrice en modulant la libération du neurotransmetteur inhibiteur GABA par un mécanisme présynaptique.

Structure

Il existe cinq types de sous - unités de récepteurs de kaïnate, GluR 5 ( GRIK1 ), GluR 6 ( GRIK2 ), GluR 7 ( GRIK3 ), KA1 ( GRIK4 ) et KA2 ( GRIK5 ), qui sont similaires aux sous - unités des récepteurs AMPA et NMDA et peut être agencé de différentes manières pour former un tétramère , un récepteur à quatre sous-unités. GluR 5-7 peut former des homomères (ex. un récepteur composé entièrement de GluR5) et des hétéromères (ex. un récepteur composé à la fois de GluR 5 et de GluR 6 ), cependant, KA1 et KA2 ne peuvent former des récepteurs fonctionnels qu'en se combinant avec l'un des sous-unités GluR 5-7 .

Depuis 2009, les sous-unités du récepteur kainate ont été renommées pour correspondre à leur nom de gène. Par conséquent, GluR5-7 est maintenant GluK1-3 et KA1 et KA2 sont respectivement GluK4 et GluK5.

Chaque sous-unité KAR commence par un domaine N-terminal extracellulaire de 400 résidus, qui joue un rôle clé dans l'assemblage, suivi du premier segment de la fente de liaison aux neurotransmetteurs, appelé S1. Ce segment traverse ensuite la membrane cellulaire , formant la première des trois régions membranaires, M1. Le segment M2 commence alors sur la face cytoplasmique de la membrane, pénètre à mi-chemin dans la membrane cellulaire , puis redescend vers le cytoplasme. Ce segment, appelé « boucle p », détermine la perméabilité au calcium du récepteur. M2 se transforme en M3, un autre segment transmembranaire qui émerge sur la face extracellulaire pour compléter le site de liaison du neurotransmetteur (une partie appelée S2). M4 commence de manière extracellulaire et passe à nouveau à travers la membrane dans le cytoplasme, formant l'extrémité C-terminale de la protéine.

Les différences dans la poche de liaison du ligand permettent le développement d'agonistes et d'antagonistes des récepteurs kainate modérément sélectifs pour les sous-unités.

Conductance

Le canal ionique formé par les récepteurs kainate est perméable aux ions sodium et potassium . La conductance monocanal des canaux récepteurs kainate est similaire à celle des canaux AMPA, à environ 20 pS . Cependant, les temps de montée et de décroissance des potentiels postsynaptiques générés par les KAR sont plus lents que ceux des potentiels postsynaptiques AMPA. Leur perméabilité au Ca 2+ est généralement très faible mais varie avec les sous-unités et l'édition d'ARN à l'extrémité de la boucle p.

Rôles KAR connus dans les neurones


Hétéromères

De nombreux récepteurs kainates semblent exister sous forme d'hétéromères. Les sous-unités « de haute affinité » GluK4 et GluK5 ne peuvent former des canaux fonctionnels qu'en tant qu'hétéromères avec des sous-unités « de faible affinité » (GluK1-3).

Les rôles

Les récepteurs kainate ont à la fois des actions présynaptiques et postsynaptiques. Ils ont une distribution un peu plus limitée dans le cerveau que les récepteurs AMPA et NMDA , et leur fonction est moins bien définie. L' acide kaïnique convulsant induit des crises, en partie, par activation des récepteurs kainate contenant la sous-unité GluK2 et aussi probablement via les récepteurs AMPA L'activation des récepteurs kainate contenant la sous-unité GluK1 peut également induire des crises mais la suppression de cette sous-unité ne réduit pas la susceptibilité aux crises de kainate ou dans d'autres modèles de crises. La suppression de GluK1 ou de GluK2 n'altère pas l'épileptogenèse allumée ou l'expression des convulsions allumées.

Une étude récente par clampage de tension a montré que les récepteurs kainate ont plus qu'un simple rôle ionotrope (ou modifiant directement la conductivité d'une membrane) dans les neurones. L'effet métabotropique (ou indirect via des voies protéiques secondaires) a été vérifié à travers de nombreuses protéines accessoires et un courant soutenu à travers les cascades de protéines G . Le lien spécifique de cette voie reste à trouver, ainsi que l'explication des raisons pour lesquelles la polarisation et la distribution des KAR varient autant entre les neurones et les régions du cerveau. Il a été démontré que les protéines stimulent les récepteurs et aident à expliquer le rôle de KAR dans la maturation des circuits neuronaux au cours du développement .

L'une des connexions et des rôles les plus importants que les récepteurs kainate ont été démontrés concerne plusieurs maladies et affections neurologiques. L'expression et la distribution de KAR ont montré un lien avec la schizophrénie , la dépression , l' autisme , la maladie de Huntington , le trouble bipolaire et l'épilepsie, entre autres. La plupart proviennent de mutations de GluK1-5. La causalité n'est pas claire et fait l'objet d'une enquête plus approfondie.

Plasticité

Contrairement aux récepteurs AMPA, les récepteurs kainate ne jouent qu'un rôle mineur dans la signalisation au niveau des synapses . Les récepteurs kainate ont un rôle subtil dans la plasticité synaptique , affectant la probabilité que la cellule postsynaptique se déclenche en réponse à une stimulation future. L'activation des récepteurs kainate dans la cellule présynaptique peut affecter la quantité de neurotransmetteurs libérés. Cet effet peut se produire rapidement et durer longtemps, et les effets de la stimulation répétitive des KAR peuvent s'ajouter au fil du temps.

Ligands

Agonistes

Antagonistes

Voir également

Les références

Liens externes