Kainaattireseptori
Kainaattireseptorit (KAR) ovat ionikanaviin kuuluvia glutamaattireseptoreita (iGluR), joiden luonnollinen aktivoiva eli agonistinen välittäjäaine on L-glutamaatti. KAR:ien lisäksi samaan iGluR-ryhmään kuuluvat AMPA- ja NMDA-reseptorit. Aktivoituessaan KAR:ät läpäisevät lähinnä K- ja Na-ioneita, joka aiheuttaa solukalvon depolarisaation. Tätä seuraa solutyypistä ja sen sijainnista riippuvat tapahtumat. Jotkin KAR:ät voivat rakenteestaan riippuen läpäistä myös Ca-ioneita. Liiallinen Ca-pitoisuuden kasvu hermosoluissa voi aiheuttaa eksitotoksisen vaikutuksen.
KAR:ät on nimetty eksitotoksisen kaiinihapon mukaan, jonka ionimuoto on nimeltään kainaatti. Kaiinihappo on valikoivampi agonisti KAR:ille kuin muille iGluR:ille ja kaiinihapon avulla KAR:ät löydettiin 1980-luvun alkupuolella. Kaiinihappo eristettiin 1953 "Digenea simplex" punalevästä.
KAR:ät jaetaan neljään osaan kuten muutkin iGluR:ät (AMPAR ja NMDAR):
KAR:ät ovat tetrameerejä eli ne koostuvat 4:stä proteiinialayksiköstä. KAR:ien alayksikköjä on ihmisillä 5 (vanhentunut nimitys on suluissa):
GluK4- ja Gluk5-yksikköjä kutsutaan usein suuren affiniteetin yksiköiksi, sillä niihin sitoutuu muita voimakkaammin kainaatti. Kutakin edeltävää yksikköä koodaa vastaavasti geeni "GRIK1, GRIK2, GRIK3, GRIK4" ja "GRIK5". Geenien mRNA:n vaihtoehtoinen silmukointi CTD-alueella tuottaa ihmisillä yksiköistä seuraavanlaisia yksikkömuotoja:
Ihmisillä GluK1:n ATD-alueen silmukointi voi tuottaa vielä muodot GluK1-1 ja GluK1-2. Lisäksi ainakin ihmisillä GluK1 ja GluK2 voivat läpikäydä silmukoinnin lisäksi muita mRNA:n muokkauksia. Yksi näistä on GluK1:n Q/R-muutos P-silmukkamotiivin sisältävällä M2-alueella. Muutoksessa aminohappoketjun tietty glutamiini (Q) muuttuu arginiiniksi (R). Arginiinimuodon (GluK1-(R)) Ca kaltaisten divalenttisten kationien ionikanavan läpäisyky on heikentynyt suhteessa glutamiinimuotoon (GluK1-(Q)).
GluK4- tai GluK5-tyyppiset yksiköt eivät voi muodostaa yksistään KAR:ää, mutta GluK1-3 voivat. Toimivan KAR:än muodostavat yksiköt voivat sisältää pelkästään samoja yksikköjä, jolloin tetrameeri ovat homomeeri. Osa yksiköistä voi olla eri, jolloin yhdistelmä on heteromeeri. Heteromeerit ovat yleisempiä eliöissä. Esimerkiksi K2/K5-KAR heteromeeri on nisäkkäiden hermoston yleisin KAR. Nimilyhenne tarkoittaa KAR:ää, joka sisältää 2 kpl GluK2-yksikköjä ja 2 kpl GluK5-yksikköjä. Reseptorissa samanlaiset yksiköt eivät useinkaan ole keskenään vierekkäin.
KAR:iä löytyy keskushermostosta, jossa ne säätelevät hermosolujen välistä viestintää. Esimerkiksi presynaptiset KAR:ät voivat tarkemmasta sijainnistaan riippuen osaltaan mm. tehostaa tai heikentää glutamaatin ja GABA:n vapautumista hermosoluista. KAR:ät voivat myös tehostaa tai hillitä muun glutaminergisen hermoston ärsykeherkkyyttä. Edeltävät toiminnot välittyvät monimutkaisten tapahtumaketjujen kautta ja ne ovat rajoittuneet vain tiettyihin solutyyppeihin ja hermoston alueisiin. Poikkeavaa KAR:issä muihin iGluR:iin verrattuna on mm. se, että joidenkin hermosolujen KAR:ien vaikutuksista välittyvät tiettävästi G-proteiinikytkentäisesti.
Kilpailevia agonisteja (sitoutumiskohteet suluissa):
Kilpailevia antagonisteja (sitoutumiskohteet suluissa):