ГАМКД

ГАМКД — субъединица дельта (δ) гамма-аминомасляная кислоты (англ. GABRD) — белок, который у человека кодируется ГАМКД геном[1][2][3]. В головном мозге млекопитающих субъединица дельта (δ) образует специфические подтипы рецепторов ГАМКА, приводящей к созданию субъединицы, содержащей рецепторы ГАМКА[4].

Структура и функция

[править | править код]

Субъединица дельта (δ), одна из субъединиц гетеро-пентамерных рецепторов δ-ГАМК, является определяющей субъединицей для специфического ответа на γ-аминомасляную кислоту (ГАМК). ГАМК является основным тормозным нейромедиатором в головном мозге млекопитающих, где он действует на рецепторы ГАМК, которые являются лиганд-зависимыми хлоридными каналами. Он собран из разнообразного пула 19 субъединиц (α1-α6, β1-β3, γ1-γ3, δ, ∈, θ, π и ρ1-ρ3)[5][6]. Ген GABRD кодирует субъединицу дельта (δ)[3]. В частности, δ-субъединица обычно экспрессируется в рецепторах ГАМКА, связанных с внесинаптической активностью, знаменуя собой тоническое ингибирование, которое происходит медленнее по сравнению с классическим ингибированием (фазическое ингибирование)[6]. Наиболее распространенные рецепторы ГАМКА имеют субъединицу гамма (γ), которая позволяет рецептору связывать бензодиазепины. По этой причине рецепторы, содержащие δ-субъединицы, иногда называют «нечувствительными к бензодиазепинам» рецепторами ГАМКА. Однако, они демонстрируют исключительно высокую чувствительность к этанолу по сравнению с рецепторами, чувствительными к бензодиазепинам, которые на него не реагируют. Рецепторы, содержащие δ-субъединицу, также участвуют в пути вентральной области покрышки (ВОП) в гиппокампе мозга, что означает, что они могут иметь значение для обучения и памяти[7].

Клонирование ГАМКА рецепторов

[править | править код]

Рецепторы ГАМКА были первоначально клонированы пептидными последовательностями, полученными из очищенных рецепторов, которые были использованы для создания синтетических ДНК-зондов для скрининга библиотек кДНК мозга[6][8][9]. В итоге, этот метод привел к идентификации большей части семейства генов с его изоформами: субъединицы α1-α6, β1-β3, γ1-γ3 и одна субъединица δ[10].

Экспрессия в зависимости от типа клеток

[править | править код]

Клеточная локализация мРНК 13 субъединиц рецептора ГАМКА была проанализирована в различных областях мозга.[11] Например, в мозжечке различные подтипы рецепторов обнаружены в гранулярных клетках мозжечка и клетках Пуркинье, тогда как в обонятельной луковице перигломерулярные клетки, тафтинговые клетки и внутренние гранулярные клетки экспрессируют подтипы рецепторов ГАМКА.[12] В частности, экспрессия субъединицы δ, зависящая от типа клетки, показана в таблице ниже.

Специфическая для клеточного типа экспрессия субъединицы δ и ее совместная сборка[4]
Комбинация субъединиц Типы клеток
α6bδ Гранулярные клетки мозжечка
α1bδ Вставочные нейроны гиппокампа, вставочные нейроны неокортекса
α4β2δ Ретрансляционные нейроны таламуса, шиповатые нейроны полосатого тела, зубчатые гранулярные клетки гиппокампа, пирамидные нейроны неокортекса

При техническом сравнении количественной ПЦР с обратной транскриптазой и цифровой ПЦР экспрессия гена ГАМКД была исследована в трех типах клеток соматосенсорной коры у крыс: нейроглиаформных нейронах, быстрых корзинчатых нейронах и пирамидных нейронах[13]. Экспрессия генов была обнаружена во всех трёх типах клеток, но показала заметно большее обогащение в нейроглиаформных нейронах по сравнению с другими исследованными типами клеток[13]. δ-субъединица рецептора ГАМКА сильно подавляется хроническим прерывистым воздействием этанола и, по-видимому, вносит большой вклад в патологическую алкогольную зависимость[14].

Исследование δ-субъединицы с помощью флуоресценции

[править | править код]

Субъединицы рецепторов ГАМКА были помечены зеленым флуоресцентным белком (ЗФБ) или его вариантами для изучения траффинкинга, локализации, олигомеризации и белковых взаимодействий соответствующих подтипов рецепторов и соответствующих субъединиц. ЗФБ-мечение проводят на N-конце или C-конце последовательности пептида соответствующей субъединицы. ЗФБ-мечение δ-субъединицы было выполнено в различных доменах субъединицы, таких как N-конец, C-конец, а также на внутриклеточном (цитоплазматическом) домене[15][16][17]. Тем не менее, несмотря на эти и другие исследования, на данный момент неясно, требует ли δ субъединица также α- и β-субъединиц для мечения на мембрану, поскольку научная литература предлагает противоречивые результаты. Так, было предположено, что с использованием ЗФБ-мечения этой субъединицы, экспрессия δ-субъединицы на клеточной мембране наблюдалась только в присутствии как α-, так и β-субъединиц[17]. Однако, другое исследование показало, что субъединица δ может попасть на клеточную мембрану самостоятельно, и что существуют рецепторы, содержащие βδ комбинации субъединиц[18].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Bernd Sommer, Annemarie Poustka, Nigel K. Spurr, Peter H. Seeburg. The Murine GABA A Receptor δ-Subunit Gene: Structure and Assignment to Human Chromosome 1 (англ.) // DNA and Cell Biology. — 1990-10. — Vol. 9, iss. 8. — P. 561–568. — ISSN 1557-7430 1044-5498, 1557-7430. — doi:10.1089/dna.1990.9.561.
  2. ↑ W. Emberger, C. Windpassinger, E. Petek, P.M. Kroisel, K. Wagner. Assignment1 of the human GABAA receptor delta-subunit gene (GABRD) to chromosome band 1p36.3 distal to marker NIB1364 by radiation hybrid mapping (англ.) // Cytogenetic and Genome Research. — 2000. — Vol. 89, iss. 3—4. — P. 281–282. — ISSN 1424-859X 1424-8581, 1424-859X. — doi:10.1159/000015636.
  3. ↑ 1 2 Entrez Gene: GABRD gamma-aminobutyric acid (GABA) A receptor, delta (англ.). Дата обращения: 13 декабря 2021. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  4. ↑ 1 2 Ayla Arslan. Extrasynaptic δ-subunit containing GABAA receptors (англ.) // Journal of Integrative Neuroscience. — 2021. — Vol. 20, iss. 1. — P. 173. — ISSN 1757-448X. — doi:10.31083/j.jin.2021.01.284. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  5. ↑ Esa R Korpi, Gerhard Gründer, Hartmut Lüddens. Drug interactions at GABAA receptors (англ.) // Progress in Neurobiology. — 2002-06. — Vol. 67, iss. 2. — P. 113–159. — doi:10.1016/S0301-0082(02)00013-8. Архивировано 25 мая 2021 года.
  6. ↑ 1 2 3 T. Goetz, A. Arslan, W. Wisden, P. Wulff. GABAA receptors: structure and function in the basal ganglia (англ.) // Progress in Brain Research. — Elsevier, 2007. — Vol. 160. — P. 21–41. — ISBN 978-0-444-52184-2. — doi:10.1016/s0079-6123(06)60003-4. Архивировано 13 марта 2021 года.
  7. ↑ Elena Vashchinkina, Anne Panhelainen, Teemu Aitta-aho, Esa R. Korpi. GABAA receptor drugs and neuronal plasticity in reward and aversion: focus on the ventral tegmental area // Frontiers in Pharmacology. — 2014-11-25. — Т. 5. — ISSN 1663-9812. — doi:10.3389/fphar.2014.00256.
  8. ↑ Gabriele Grenningloh, Eckart Gundelfinger, Bertram Schmitt, Heinrich Betz, Mark G. Darlison. Glycine vs GABA receptors (англ.) // Nature. — 1987-11. — Vol. 330, iss. 6143. — P. 25–26. — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687. — doi:10.1038/330025b0. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  9. ↑ Peter R. Schofield, Mark G. Darlison, Norihisa Fujita, David R. Burt, F. Anne Stephenson. Sequence and functional expression of the GABAA receptor shows a ligand-gated receptor super-family (англ.) // Nature. — 1987-07. — Vol. 328, iss. 6127. — P. 221–227. — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687. — doi:10.1038/328221a0. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  10. ↑ P.H. Seeburg, W. Wisden, T.A. Verdoorn, D.B. Pritchett, P. Werner. The GABAA Receptor Family: Molecular and Functional Diversity (англ.) // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. — 1990-01-01. — Vol. 55, iss. 0. — P. 29–40. — ISSN 1943-4456 0091-7451, 1943-4456. — doi:10.1101/SQB.1990.055.01.006.
  11. ↑ W Wisden, Dj Laurie, H Monyer, Ph Seeburg. The distribution of 13 GABAA receptor subunit mRNAs in the rat brain. I. Telencephalon, diencephalon, mesencephalon (англ.) // The Journal of Neuroscience. — 1992-03-01. — Vol. 12, iss. 3. — P. 1040–1062. — ISSN 1529-2401 0270-6474, 1529-2401. — doi:10.1523/JNEUROSCI.12-03-01040.1992.
  12. ↑ Dj Laurie, Ph Seeburg, W Wisden. The distribution of 13 GABAA receptor subunit mRNAs in the rat brain. II. Olfactory bulb and cerebellum (англ.) // The Journal of Neuroscience. — 1992-03-01. — Vol. 12, iss. 3. — P. 1063–1076. — ISSN 1529-2401 0270-6474, 1529-2401. — doi:10.1523/JNEUROSCI.12-03-01063.1992.
  13. ↑ 1 2 Nóra Faragó, Ágnes K. Kocsis, Sándor Lovas, Gábor Molnár, Eszter Boldog. Digital PCR to determine the number of transcripts from single neurons after patch-clamp recording (англ.) // BioTechniques. — 2013-06. — Vol. 54, iss. 6. — P. 327–336. — ISSN 1940-9818 0736-6205, 1940-9818. — doi:10.2144/000114029. Архивировано 14 марта 2022 года.
  14. ↑ Paolo Follesa, Gabriele Floris, Gino P. Asuni, Antonio Ibba, Maria G. Tocco. Chronic Intermittent Ethanol Regulates Hippocampal GABA(A) Receptor Delta Subunit Gene Expression // Frontiers in Cellular Neuroscience. — 2015-11-09. — Т. 9. — ISSN 1662-5102. — doi:10.3389/fncel.2015.00445.
  15. ↑ Ayla Arslan, Jakob von Engelhardt, William Wisden. Cytoplasmic domain of δ subunit is important for the extra-synaptic targeting of GABA A receptor subtypes (англ.) // Journal of Integrative Neuroscience. — 2014-12. — Vol. 13, iss. 04. — P. 617–631. — ISSN 1757-448X 0219-6352, 1757-448X. — doi:10.1142/S0219635214500228. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  16. ↑ S.B. Christie, R.-W. Li, C.P. Miralles, B-Y. Yang, A.L. De Blas. Clustered and non-clustered GABAA receptors in cultured hippocampal neurons (англ.) // Molecular and Cellular Neuroscience. — 2006-01. — Vol. 31, iss. 1. — P. 1–14. — doi:10.1016/j.mcn.2005.08.014. Архивировано 4 июня 2018 года.
  17. ↑ 1 2 Oligomerization and cell surface expression of recombinant GABAA receptors tagged in the δ subunit (англ.) // Journal of Integrative Neuroscience. — 2019. — Vol. 18, iss. 4. — P. 341. — ISSN 0219-6352. — doi:10.31083/j.jin.2019.04.1207. Архивировано 13 декабря 2021 года.
  18. ↑ H.J. Lee, N.L. Absalom, J.R. Hanrahan, P. van Nieuwenhuijzen, P.K. Ahring. A pharmacological characterization of GABA, THIP and DS2 at binary α4β3 and β3δ receptors: GABA activates β3δ receptors via the β3(+)δ(−) interface (англ.) // Brain Research. — 2016-08. — Vol. 1644. — P. 222–230. — doi:10.1016/j.brainres.2016.05.019. Архивировано 19 июня 2018 года.