Identifizierung von Aminosäureresten der NR2A-Untereinheit, die die Potenz von Glutamat in rekombinanten NR1/NR2A NMDA-Rezeptoren steuern

Der NMDA-Typ des ligandengesteuerten Glutamat-Rezeptors erfordert die Anwesenheit von sowohl Glutamat als auch Glycin für das gating. Diese Rezeptoren sind Hetero-Oligomere der NR1- und NR2-Untereinheiten. Zuvor wurde angenommen, dass die Bindungsstellen für Glycin und Glutamat durch Reste auf der NR1-Untereinheit gebildet werden. Tatsächlich wurde gezeigt, dass die Effekte von Glycin durch Reste auf der NR1-Untereinheit kontrolliert werden, und ein "Venusfliegenfalle"-Modell für die Glycin-Bindungsstelle wurde durch Analogie zu bakteriellen periplasmatischen Aminosäurebindungsproteinen vorgeschlagen. Durch die Analyse von 10 mutierten NMDA-Rezeptoren zeigen wir nun, dass Reste auf der NR2A-Untereinheit die Glutamat-Potenz in rekombinanten NR1/NR2A-Rezeptoren steuern, ohne die Glycin-Potenz zu beeinflussen. Darüber hinaus liefern wir Beweise dafür, dass zumindest für einige mutierte Reste die reduzierte Potenz von Glutamat nicht durch Änderungen des Gatings erklärt werden kann, sondern hauptsächlich durch die Beeinträchtigung der Bindung des Agonisten an den Ruhezustand des Rezeptors verursacht werden muss. Ein NR2A-Mutant, NR2A(T671A), hatte eine EC50 für Glutamat, die 1000-fach höher war als beim Wildtyp, und eine um das 255-fache reduzierte Affinität für APV, hatte jedoch Einzelkanalöffnungen, die denjenigen des Wildtyps sehr ähnlich waren. Daher schlagen wir vor, dass die Glutamat-Bindungsstelle auf NR2-Untereinheiten lokalisiert ist und (unter Berücksichtigung unserer Daten zusammen mit früheren Arbeiten) nicht auf der NR1-Untereinheit. Unsere Daten implizieren ferner, dass jede NMDA-Rezeptor-Untereinheit eine Bindungsstelle für einen Agonisten (Glutamat oder Glycin) besitzt.