title: Einfluss von Punktmutationen auf die Modulation von GABA A-Rezeptoren durch ausgewählte Liganden der Benzodiazepin-Bindungsstelle
Creators: name: Panic, Neda
Publisher: name: :none
Year: 2012

description: γ-Aminobuttersäure (GABA) Typ A (GABAA) Rezeptoren sind die wichtigste inhibitorischen Neurotransmitter-Rezeptoren von Säugetieren. GABAA-Rezeptoren werden durch verschiedene klinisch wichtige Arzneistoffgruppen wie z.B. den Benodiazepinen moduliert. Ihre Bindungsstelle befindet sich zwischen der α und der γ2-Untereinheit. Rezeptoren mit γ1-Untereinheiten werden dagegen kaum von Benzodiazepinen erkannt. Ein wesentlicher, struktureller Unterschied zwischen γ1- und γ2-Untereinheiten sind unterschiedliche Aminosäuren in Positionen 77 bzw. 79 (γ2F77 bzw. γ1I79) und Positionen 130 bzw. 132 (γ2M130 bzw. γ1L132). Problemstellung: γ1-Rezeptoren werden von Zopiclon, Diazepam und Clobazam nicht moduliert, während IGABA durch γ2-Rezeptoren signifikant potenziert wird. Lässt sich mit Hilfe von zwei Punktmutationen in der γ1-Untereinheit eine mit γ2-Rezeptoren vergleichbare Sensitivität für ausgewählte Liganden (Zopiclon, Diazepam und Clobazam) herstellen? Methoden: Rekombinante GABAA-Rezeptoren mit unterschiedlicher Untereinheiten-Kombinationen wurden in Xenopus laevis Oozyten exprimiert. Mit 2-Mikroelektroden-Spannungsklemmtechnik wurde die Modulation von GABA-induzierten Choridströmen (IGABA) gemessen. Ergebnisse und Diskussion: Durch das Einführen der Mutation γ1I79F war die Modulation von IGABA durch Zopiclon vergleichbar mit der Modulation von IGABA durch γ2-Rezeptoren. Die Doppelmutation zeigte keinen zusätzlichen Nutzen, daraus kann geschlossen werden, dass die Wirkung von Zopiclon einzig von Phenylalanin in Position 77 (γ2) bzw. 79 (γ1I79F) abhängig ist. Obwohl Diazepam und Clobazam in höheren Konzentrationen eine deutlich stärkere Wirkung an den mutierten Rezeptoren im Vergleich zu γ1-Wildtyp Rezeptoren zeigten, reichen diese zwei Mutationen nicht aus, um die an γ2-Rezeptoren beobachtete Wirkung zu erreichen. Es sollten daher weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um festzustellen, welche weiteren Aminosäuren für die Wirkung von Diazepam und Clobazam notwendig sind.
description: Background: γ-aminobutyric acid (GABA) type A (GABAA) receptors are the major inhibitory neurotransmitter receptors in the mammalian brain. GABAA receptors are the target for a number of pharmacologically important drugs such as benzodiazepines. The benzodiazepine binding site is presumably located at the α/γ2-subunit-interface. GABAA receptors containing γ1-subunits are virtually insensitive to BZ modulation. Two amino acids essential for binding and/or transduction of the effect of BZs have been so far identified: γ2F77 (in γ1I79) and γ2M130 (in γ1L132). Aims: GABAA receptors containing γ1 subunits are not modulated by zopiclone, diazepam and clobazam, while a strong modulation of γ2-containing receptors has been shown. Will the point mutation γ1I79F and the double mutation γ1I79FxL132M, respectively, induce sensitivity for modulation of GABA-induced chloride currents (IGABA) by zopiclone, diazepam and clobazam? Methods: Recombinant GABAA receptor subtypes were expressed in Xenopus laevis oocytes and the modulation of (IGABA) was measured using the 2-Microelectrode-Voltage-Clamp-technique. Results and discussion: Introduction of the point mutation γ1I79F significantly enhanced the modulation of IGABA by zopiclone comparably to the modulation of γ2-receptors, while the double mutation did not result in a further potentiation of IGABA, therefore it can be assumed that the effect of zopiclone depends solely on F77 and F79, respectively. Although the modulation of IGABA by diazepam and clobazam through single and double mutated receptors was significantly stronger than on γ1 receptors, the effect observed in γ2 containing receptors was not achieved. Therefore, further amino acids responsible for the effect of diazepam and clobazam on γ2-receptors must be identified.