title: Untersuchung der Untereinheiten-spezifischen Modulation von GABAA-Rezeptoren durch pflanzliche Extrakte und eines ausgewählten Naturstoffes
Creators: name: Christlbauer, Simone
Publisher: name: :none
Year: 2009

description: γ-Aminobuttersäure Typ A (GABAA) Rezeptoren sind die wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter-Rezeptoren im Zentralnervensystem (ZNS) und vermitteln schnelle synaptische Inhibition. Sie gehören zur Superfamilie der Liganden-gesteuerten Ionenkanäle und stellen Chloridkanäle dar. Charakteristisch für Mitglieder dieser Familie ist der heteropentamere Aufbau aus fünf Protein-Untereinheiten. Bindung von GABA (γ-Aminobuttersäure) an den GABAA-Rezeptor bewirkt eine Membran-Hyperpolarisation und folglich eine verminderte neuronale Erregbarkeit. Bislang konnten 19 unterschiedliche Gene für GABAA-Rezeptoren-Untereinheiten identifiziert werden: α1-6, β1-3, γ1-3, δ, ε, π, q und ρ1-3. Die Mehrheit der GABAA-Rezeptoren setzt sich aus 2 a1, 2 β2 und 1 γ2 Untereinheiten zusammen. GABAA-Rezeptoren werden von zahlreichen, klinisch relevanten Arzneistoffen wie den Benzodiazepinen, Barbituraten oder Injektionsanästhetika moduliert. Neben synthetischen Substanzen sind auch einige Naturstoffe mit modulatorischer Wirkung auf GABAA-Rezeptoren bekannt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Untereinheiten-spezifische Modulation von GABAA-Rezeptoren durch 14 Pflanzenextrakte sowie durch den Naturstoff ZFP untersucht. Dafür wurden GABAA-Rezeptoren in Xenopus laevis Oozyten exprimiert und GABA-induzierte Chloridströme (IGABA) mit Hilfe der 2-Mikroelektroden-Spannungsklemmtechnik analysiert. Drei der getesteten Pflanzenextrakte reduzierten siginifikant GABA-induzierte Chloridströme, für die restlichen Extrakte konnte kein signifikanter Effekt beobachtet werden. ZFP potenzierte IGABA durch α1β2γ2S–Rezeptoren, der Maximaleffekt betrug 629,8 ± 104,5 % bei einer EC50 von 12,2 ± 3,2 µM. An α1β2- (318,4 ± 35,0 %) sowie an α1β1-Rezeptoren (113,3 ± 70,5 %) war der potenzierende Effekt durch ZFP deutlich schwächer ausgeprägt. Die EC50 lag für α1β2-Rezeptoren bei 9,9 ± 2,7 µM, bei α1β1-Rezeptoren bei 9,4 ± 7,8 µM. ZFP wurde in diesen Untersuchungen als γ- und β2-Untereinheiten-abhängiger Modulator von GABAA-Rezeptoren identifiziert.
description: γ-Aminobutyric acid type A (GABAA) receptors are the most abundant inhibitory neurotransmitter receptors in the mammalian central nervous system (CNS) and are responsible for fast synaptic inhibitory neurotransmission. They belong to the superfamily of ligand-gated ion channels and are chloride-conducting. The family-members are characterized by the heteropentameric structure by five protein-subunits. Binding of GABA to the GABAA receptor causes membrane-hyperpolarisation and decreased neuronal excitability. 19 different genes for GABAA receptor subunits have been identified: α1-6, β1-3, γ1-3, δ, ε, π, q and ρ1-3. Based on the subunit repertoire various receptor subtypes can be formed. The majority of GABAA receptors is composed of 2 a1, 2 β2 and 1γ2 subunits. GABAA receptors represent the molecular target for many clinically relevant drugs including benzodiazepines, barbiturates or injection anaesthetics. In addition to these drugs several natural compounds have been identified as modulators of GABAA receptors. During this project the subunit-specific modulation of GABAA receptors by 14 plant extracts and the natural compound ZPF was analysed. Therefore GABAA receptors were expressed in Xenopus laevis oocytes and GABA-induced currents (IGABA) were measured using the 2-Microelectrode Voltage Clamp technique. Three of the tested plant extracts significantly reduced GABA-induced currents (IGABA), the other extracts did not show a significant effect. ZFP potentiated IGABA through α1β2γ2S receptors, the maximal stimulation was 629,8 ± 104,5 % and the EC50 was 12,2 ± 3,2 µM. At α1β2 (318,4 ± 35,0 %) and α1β1 receptors (113,3 ± 70,5 %) the ZFP effect was significantly reduced. EC50 values were 9,9 ± 2,7 µM at α1β2 receptors and 9,4 ± 7,8 µM at α1β1 receptors. Thus, ZFP was identified as a γ- and β2-subunit dependent modulator of GABAA receptors.