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Glycinrezeptor

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Glycinrezeptor }}
Andere Namen

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Präkursor

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Isoformen

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Vorkommen
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Zweiseitentiere }}
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Der Glycinrezeptor (GlyR) ist ein Proteinkomplex in der Zellmembran von Zweiseitentieren, der hauptsächlich in Nervenzellen, aber auch in Spermien und Makrophagen vorkommt. GlyR macht die Membran durchlässig für Chlorid-Ionen, sobald ein Molekül Glycin an GlyR bindet. Es handelt sich also um einen durch Glycin gesteuerten Ionenkanal.<ref name="JW_Lynch">Joseph W. Lynch/IUPHAR: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20160304110738 

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       }}
  }} Abgerufen am 29. März 2012.</ref>

GlyR ist aus fünf Protein-Untereinheiten aufgebaut (2α3β),<ref name="JW_Lynch" /> wobei vier mögliche α-Einheiten untereinander austauschbar sind. Mutationen am GLRA1- und am GLRB-Gen sind verantwortlich für familiäre Hyperekplexie (STHE).<ref>{{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P23415}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}}, {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P48167}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

GlyR gehört wie der GABAA-Rezeptor und der nikotinische Acetylcholinrezeptor (nAChR) zur Klasse der Liganden-gesteuerten Ionenkanäle (Ionotroper Rezeptor).

Funktion

GlyR ist auf der postsynaptischen Zellmembran von Neuronen lokalisiert und führt nach seiner Aktivierung durch Glycin zu einer Verminderung der Zellerregbarkeit. Die Erregungshemmung erfolgt durch einen bei der Ligandenbindung induziertem Einstrom von Chloridionen in die Zelle. Je nach Konzentrationsgefälle von Chloridionen zwischen dem Extra- und Intrazellularraum verändert sich das Membranpotenzial unterschiedlich stark. Es wird in jedem Fall negativer. Es findet also eine Hyperpolarisation statt, die daraufhin die nachgeschaltete Zelle inhibiert (inhibitorische postsynaptisches Potenzial).

Aufbau

Wie beim GABA(A)R und nAChR besteht der funktionelle GlyR aus fünf Untereinheiten (Pentamer) die sich zu einem transmembranen Protein mit einer zentralen Porenregion zusammen lagern. Es existieren zwei in ihrer Aminosäuresequenz und Größe unterscheidbare Untereinheiten (alpha, beta) des GlyR, wobei jede alpha-Untereinheit die Bindungsstelle für den Neurotransmitter besitzt und die beta-Untereinheit eine strukturelle Funktion übernimmt. Nativ assemblieren 2 alpha mit 3 beta-Untereinheiten zum pentameren Rezeptor. Allerdings können auch 5 alpha-Untereinheiten alleine einen funktionellen Rezeptor bilden. Die alpha-Untereinheiten lassen sich weiter in 4 Varianten unterteilen (alpha1 bis alpha4), deren Vorkommen von der Region im ZNS und dem Entwicklungsstadium des Organismus abhängt. Bei der Organisation des GlyR an der Postsynapse bindet dieser an einem intrazellulär lokalisierten Protein (Gepherin), das den Rezeptor an das Zytoskelett ankoppelt.

Rezeptormodulatoren

Das Pflanzengift Strychnin und das Exotoxin Tetanospasmin wirken hemmend auf den Glycinrezeptor. Dabei blockiert Strychnin als kompetitiver Antagonist direkt die Rezeptoren, während Tetanospasmin präsynaptische glycinerge Nerventerminals ausschaltet und dadurch indirekt als Antagonist wirkt. Durch den Wegfall der über die Glycinrezeptoren vermittelten hemmenden Wirkung verursachen beide Stoffe eine spastische Paralyse.<ref name="EspayBiller2011">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref name="PMID6631482">G. K. Bergey, R. L. MacDonald, W. H. Habig, M. C. Hardegree, P. G. Nelson: Tetanus toxin: convulsant action on mouse spinal cord neurons in culture. In: The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. Band 3, Nummer 11, November 1983, S. 2310–2323. PMID 6631482.</ref>

Dagegen wirken verschiedene Gelsemium-Alkaloide aktivierend (agonistisch) auf den Glycinrezeptor, was zu einer anhaltenden Hyperpolarisation der postsynaptischen Nervenzelle und dadurch zur schlaffen Lähmung führt.<ref>R. M. Shoaib, J. Y. Zhang, X. F. Mao, Y. X. Wang: Gelsemine and koumine, principal active ingredients of Gelsemium, exhibit mechanical antiallodynia via spinal glycine receptor activation-induced allopregnanolone biosynthesis. In: Biochem Pharmacol. 161, Mar 2019, S. 136–148. doi:10.1016/j.bcp.2019.01.014. PMID 30668937.</ref><ref>Z. Y. Wang, M. T. Zuo, Z. Y. Liu: The Metabolism and Disposition of Koumine, Gelsemine and Humantenmine from Gelsemium. In: Curr Drug Metab. Band 20, Nr. 7, 2019, S. 583–591. doi:10.2174/1389200220666190614152304. PMID 31203797.</ref> Auch das Medikament Ivermectin wirkt in hoher Konzentration unter anderem als Glycinrezeptor-Agonist.<ref>Qiang Shan, Justine L. Haddrill, Joseph W. Lynch: Ivermectin, an Unconventional Agonist of the Glycine Receptor Chloride Channel. In: Journal of Biological Chemistry. 276, 2001, S. 12556, doi:10.1074/jbc.M011264200.</ref>

Neben den äußerlich auffälligen Lähmungserscheinungen und/oder Krämpfen kommen in beiden Fällen noch weitere Symptome hinzu, wie Hyper- bzw. Hyporeflexie, Veränderungen von Blutdruck und Herzfrequenz, der Sehkraft und Schmerzwahrnehmung, und des Atemantriebs. Dies liegt daran, dass Glycinrezeptoren auch bei der Steuerung dieser Funktionen beteiligt sind. Bewusstseinsstörungen und Delirium sind dagegen keine typischen Folgen der Modulation von Glycinrezeptoren.<ref>S. Dutertre, C. M. Becker, H. Betz: Inhibitory glycine receptors: an update. In: J Biol Chem. Band 287, Nr. 48, 23. Nov 2012, S. 40216–40223. doi:10.1074/jbc.R112.408229. PMID 23038260; }} PMC 3504737 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref>

Einzelnachweise

<references />

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