İçeriğe atla

GABAA reseptörü

GABAA reseptörünün şematik diyagramı

Gama aminobütirik asit tip A reseptörleri (GABAAR), “Cys-loop” reseptörleri familyasına baglı olup, memelilerde beyinde inhibasyonun iletiminden sorumlu olan ve nöronlarda hücre zarının değişik bölgelerinde konumlanan kimyasal kapılı iyon kanalıdır.[1] Endojen ligandı (reseptörün tanıdığı uyaran), merkezî sinir sistemindeki ana inhibitör nörotransmiter olan gamma-aminobütirik asittir (GABA).[1][2] Tüm GABAA reseptörleri, GABA için iki bağlanma bölgesi içerir.[3] Ancak bazi istisnalar bulunmaktadir.[4] GABAA reseptörlerine GABA moleküllerinin reseptörün hücre dışında bulunan bağlanma bölgelerine bağlanması, seçici bir klorür iyonu kanalının açılmasını tetikler.[5] Membran potansiyeline ve iyonik konsantrasyon farkına bağlı olarak, bu, kanal boyunca iyonik akışlara neden olabilir. Membran potansiyeli klorür iyonlarının denge potansiyelinden (ters potansiyel olarak da bilinir) daha yüksekse, GABAA'nın aktivasyonu sonucunda nörona klor iyonu akışı sağlanır. Bu, postsinaptik nörondaki aksiyon potansiyelini negatif bir şekilde etkileyerek nörotransmisyon üzerinde engelleyici bir etkiye neden olur.[6] Bu mekanizma, GABAA allosterik agonistlerinin yatıştırıcı etkilerinden sorumludur.

Neredeyse tüm GABAAR alt birim ailesi, Peter Seeburg ve meslektaşları tarafından klonlanmıştır.[7] GABAA reseptörü belirli alt birim ailesi sınıflarından (α (1–6), β (1–3), γ (1-3), δ, ε, θ, π ve ρ (1–3)) heteropentamer olarak meydana gelir.[1] Mevcut alt birim çeşitliliği göz önünde bulundurulduğunda teorik olarak 150.000'den fazla farklı GABAAR bulunması mümkündür, ancak gerçekte bu sayının yaklaşık 50 civarında olduğu düşünülmektedir.[8] Bütün GABAAR alt birimleri belirli ortak özellikler ile karakterize edilebilir. Her bir alt ünite yaklaşık 450 amino asit uzunluğunda ve ortak bir topolojik yapı halinde bulunur. Bu genel topoloji (Şekil 2); uzun bir hücre dışı N-terminali, kısa bir C-terminali, dört transmembran alanı, üçüncü ve dördüncü transmembran bölgeler arasında bulunan hücre içi veya sitoplazmik alanı içermektedir.[1] Bu genel topoloji ilk olarak homoloji modellemesi ile tahmin edilmiş,[1] ancak reseptörün 3-boyutlu yapisina yönelik deneysel çalışmalar bu tahmini dogrulamıştır.[4][7]

En sık görülen GABAA reseptör alt tipinin 1:2:2 oranında sırasıyla γ2/β/α kombinasyonuna sahip reseptör alt tipi olan sinaptik γ2-GABAAR (γ-GABAA reseptör) olduğu bilinmektedir.[1] α ve β alt birimlerinin aralarinda birer tane (toplamda iki) bulunan aktif bağlanma bölgesine GABA'nın dışında, müsimol ve gaboxadol gibi bazı uyuşturucularda bağlanmaktadır.[9] Fakat α4β3δ alt birimlerini bulunduran GABAAR alt tipinde, β3+/α4– arayüzünde sadece tek bir GABA bağlanma bölgesi bulunmaktadir.[4] Bunun dışında GABAA reseptörü, aktivitesini dolaylı olarak modüle eden bir dizi farklı allosterik bağlanma bölgelerine sahiptir ve bunlar alt birim kompozisyonuna göre degişiklik gosterir.[1][4] Bu allosterik bölgeler, nonbenzodiazepinler, benzodiazepinler, nöroaktif steroidler, barbitüratlar ve alkol (etanol)[10] dahil olmak üzere bir sürü farklı uyuşturucunun ana hedefidir.[11] Ancak, iki α, iki β ve bir δ alt biriminden oluşan GABAA reseptör izoformu (δ-GABAA reseptör) bir diğer izoform olan ve iki α, iki β ve bir γ alt biriminden oluşan GABAA reseptör (γ-GABAA reseptör) izoformunun tersine benzodiazepinlere duyarsızdır.[1][7]

Kaynakça

  1. ^ a b c d e f g h T. Goetz, A. Arslan, W. Wisden, and P. Wulff. "Progress in Brain Research". GABA(A) receptors: structure and function in the basal ganglia. 18 Aralık 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Aralık 2022. 
  2. ^ The Oxford handbook of stress, health, and coping. Susan Folkman. Oxford: Oxford University Press. 2011. ISBN 978-0-19-537534-3. OCLC 540015689. 25 Mayıs 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Eylül 2022. 
  3. ^ Rudolph, Uwe; Möhler, Hanns (1 Şubat 2006). "GABA-based therapeutic approaches: GABAA receptor subtype functions". Current Opinion in Pharmacology. Neurosciences (İngilizce). 6 (1): 18-23. doi:10.1016/j.coph.2005.10.003. ISSN 1471-4892. 10 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Eylül 2022. 
  4. ^ a b c d Sente, A., Desai, R., Naydenova, K., Malinauskas, T., Jounaidi, Y., Miehling, J., Zhou, X., Masiulis, S., Hardwick, S. W., Chirgadze, D. Y., Miller, K. W., & Aricescu, A. R. (2022). "Differential assembly diversifies GABAA receptor structures and signalling". Nature. 18 Aralık 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Aralık 2022. 
  5. ^ Phulera, Swastik; Zhu, Hongtao; Yu, Jie; Claxton, Derek P; Yoder, Nate; Yoshioka, Craig; Gouaux, Eric (25 Temmuz 2018). Swartz, Kenton Jon; Aldrich, Richard (Ed.). "Cryo-EM structure of the benzodiazepine-sensitive α1β1γ2S tri-heteromeric GABAA receptor in complex with GABA". eLife. 7: e39383. doi:10.7554/eLife.39383. ISSN 2050-084X. 
  6. ^ Principles of neural science. 5th ed. Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell, Steven Siegelbaum, A. James Hudspeth, Sarah Mack. New York. 2013. ISBN 978-1-283-65624-5. OCLC 919404585. 
  7. ^ a b c Ayla Arslan (2021). "Extrasynaptic δ-subunit containing GABAA receptors". 15 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Ekim 2022. 
  8. ^ Trevor G Smart, F Anne Stephenson (2019). "A half century of γ-aminobutyric acid". 15 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Ekim 2022. 
  9. ^ Ion channels DownUnder. D. M. Geraghty, Lachlan D. Rash. Cambridge, MA. 2017. ISBN 978-0-12-810414-9. OCLC 987910976. 
  10. ^ Santhakumar, Vijayalakshmi; Wallner, Martin; Otis, Thomas S. (Mayıs 2007). "Ethanol acts directly on extrasynaptic subtypes of GABAA receptors to increase tonic inhibition". Alcohol (Fayetteville, N.Y.). 41 (3): 211-221. doi:10.1016/j.alcohol.2007.04.011. ISSN 0741-8329. PMC 2040048 $2. PMID 17591544. 2 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Eylül 2022. 
  11. ^ Johnston, G. A. (1996). "GABAA receptor pharmacology". Pharmacology & Therapeutics. 69 (3): 173-198. doi:10.1016/0163-7258(95)02043-8. ISSN 0163-7258. PMID 8783370. 15 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Eylül 2022. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Endorfin</span>

Endorfin, Endorphin, vücutta bulunan morfin; opiat benzeri etki gösteren peptit yapıda hormonlardır. Hipofiz bezi ön lobu tarafından sentezlenir ve salgılanırlar. İnsan vücudunda ağrıyan dokularda ağrının azalması için beyin dokuları tarafından üretilen hormonlara verilen isimdir. Hormonun işlevi, ağrının şiddetini azaltmak ve vücuda daha az rahatsızlık vermesini sağlamak için sinirleri uyuşturmaktır. Endorfinlerin ağrı kesici etkisi morfinden yaklaşık 30 kat daha fazladır.

<span class="mw-page-title-main">Sitokin</span> hücre sinyalizasyonunda önemli olan küçük proteinlerin (~5-20 kDa) geniş ve gevşek kategorisi

Sitokin, hayvan ve bitki hücrelerince üretilen, hücrelerin birbirleriyle iletişimini sağlayan protein ve peptidlerin bir grubudur. Hücre yüzeyi sitokin reseptörleri aracılığıyla görevlerini yapar. Yangı (enflamasyon) ve bağışıklık reaksiyonlarında, aktif lenfositler, makrofajlar, endotel, epitel ve konnektif dokular tarafından oluşturulurlar. Salınımları geçicidir. Sitokinler, hücrelerdeki reseptörlere bağlanarak hücre çoğalmasını uyarırlar.

<span class="mw-page-title-main">Karotenoid</span>

Karotenoid bitkilerde ve bazı diğer fotosentetik mikroorganizmalarda bulunan biyolojik pigmenttir. Altı yüzün üzerinde bilinen karotenoid vardır; ksantofiller ve karotenler olarak iki sınıfa ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Glutamat</span>

Glutamat, glutamik asidin anyonudur ve sinirbilimde nörotransmitter olarak görev alır; bir sinir hücresinin başka hücrelere sinyal olarak gönderdiği kimyasallardan biridir. Omurgalı sinir sistemi içerisinde geniş farkla en fazla bulunan nörotransmitterdir. Omurgalı beyninde tüm uyarıcı fonksiyonlarda kullanılır, bu insan beynindeki sinaptik bağlantıların %90'ından fazlasına denk gelir. Bazı beyin bölgelerinde birincil nörotransmitterdir.

Biyokimyada reseptör veya almaç, birbiriyle kısmen örtüşen iki anlama karşılık gelir.

<span class="mw-page-title-main">Kas kasılması</span>

Kas kasılması veya kontraksiyon, kas dokusunda bulunan aktin ve miyozin arasındaki çapraz köprülerin kullanılması ile bir gerginlik yaratılması. Bu gerginlik durumunda, kas uzama, kısalma gösterdiği gibi boyutu değişmeyebilir. İsteğe bağlı kasılma merkezi sinir sistemi tarafından kontrol edilir. Beyinde oluşturulan aksiyon potansiyeli birçok kas fiberi ile bağlantı kurmuş motor nöron ile kasa aktarılır. Bazı refleks durumlarında ise kasılma sinyali omurilikten gelebilir. kalp kası veya düz kaslarda gözlemlenen istemsiz kasılmalar, kasın kendi kendini uyarması ile meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Benzodiazepin</span> benzen ve diazepin halkalarının çekirdek kimyasal yapısına sahip psikoaktif ilaç sınıfı

Benzodiazepin, temel kimyasal yapısı bir benzen halkası ve bir diazepin halkasının füzyonu olan psikoaktif ilaçlardır. Depresan etkiye sahip olan benzodiazepinler, insomnia, nöbet ve anksiyete bozukluklarının tedavisinde kullanılır. İlk benzodiazepin olan klordiazepoksidin (Librium®), Leo Sternbach tarafından 1955 yılında tesadüfen keşfedilmiş, 1960 yılında da Hoffmann–La Roche ilaç firması tarafından satışa sunulmuştur. 1977'de benzodiazepinler dünya çapında en çok reçete edilen ilaç oldu.

<span class="mw-page-title-main">İyon kanalları</span>

İyon kanalları hücre zarında gözenek oluşturan, fonksiyonları istirahat membran potansiyeli oluşturmak, aksiyon potansiyelini şekillendirme ve diğer elektriksel sinyalleri iletmek olan membran proteinleridir. Ayrıca hücre hacmini kontrol etmek amacıyla salgı ve epitel hücrelerinde iyonların hücre membranı boyunca akışını düzenleyici rolleri vardır. Tüm hücrelerin hücre zarında iyon kanalı bulunur. İyon kanalları iyonofor proteinlerin iki geleneksel sınıfından biri kabul edilir. Diğer sınıf olan iyon taşıyıcı proteinler ise sodyum-potasyum pompası, sodyum -kalsiyum değiştiricisi ve sodyum-glukoz nakil proteinleri olarak sayılabilir.

<span class="mw-page-title-main">AMPA reseptörü</span>

α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolpropiyonik asit (AMPA) reseptörü iyon kanalı özelliğine sahip bir iyonotropik glutamat reseptörüdür. AMPA reseptörü, kainat reseptörünün ve NMDA reseptörünün yanı sıra omurgalılardaki iyonotropik glutamat reseptörlerinin üç ana alt tipinden biridir. Kanal özgül olarak AMPA ile aktive edilebildiğinden dolayı bu ismi almıştır. İlk olarak NMDA ve NMDA-dışı reseptör şeklinde yapılan isimlendirmede NMDA-dışı kümesine dahil edilmiştir. Sonrasında kuiskualat molekülüyle uyarılabilmesi kuiskualat reseptörü ismini almasına neden olmuştur. Kuiskualatın özgül olmadığının anlaşılmasının ardından AMPA'nın keşfiyle son hali olan AMPA reseptörü adını almıştır. Memeli beynindeki hızlı uyarıcı sinaptik iletim büyük ölçüde, AMPA reseptörleri aracılığıyla sağlanmaktadır. Sinapslarda AMPA reseptörlerinin işlevi, gözenek oluşturan çekirdek alt birimleri ve yardımcı alt birimleri tarafından düzenlenmektedir. Her yardımcı alt birim, trafiğin düzenlenmesinden iyon kanalı geçit kinetiğinin şekillendirilmesine kadar değişen etkiler yapabilmektedir. AMPA reseptörleri tetramerik yapıya sahiptir. Nöronal plastisitenin ifadesi için kritik öneme sahip olduğu bilinmektedir. AMPA reseptörlerinin kinetik ve iletkenlik özellikleri, üretimleri sırasında ortaya koyulmaktadır. Transkripsiyon sonrası RNA düzenleme, ekleme varyasyonu ile translasyon sonrası modifikasyon ve alt birim kompozisyonu ile düzenlenmektedir. AMPA reseptörünün birleştirilmesi ve trafiklenmesi geniş bir yardımcı alt birim repertuvarına bağlıdır.

<span class="mw-page-title-main">G proteini kenetli reseptör</span> G-Proteini ile ilişkili hücre içi sinyalizasyona bağlı hücre yüzeyi reseptörleri sınıfı

G proteini kenetli reseptörler (GPCR) veya yedi transmembran parçalı yapıda olan reseptörler, geniş bir almaç ailesidir. Hücre dışı bileşikleri algılayarak hücre içi sinyal iletimi (transdüksiyon) yollarını etkinleştirirler. Hücre içinde G proteinlerine bağlanırlar. Hücre zarından kıvrılarak yedi kez geçtiklerinden "yedi transmembran parçalı" (7TM) adlandırmasına da sahiptirler.

Nörofarmakoloji, ilaçların sinir sistemindeki hücresel işlevini ve davranışı etkileyen nöral mekanizmaları araştıran bilim dalıdır. Nörofarmakolojinin davranışsal ve moleküler olmak üzere iki ana alt dalı vardır. Davranışsal nörofarmakoloji, ilaç bağımlılığı ve bağımlılığının insan beynini nasıl etkilediğinin incelenmesi de dahil olmak üzere ilaçların insan davranışını nasıl etkilediğine odaklanır. Moleküler nörofarmakoloji, nöronların ve nörokimyasal etkileşimleri incelemenin yanı sıra nörolojik fonksiyon üzerinde faydalı etkileri olan ilaçların geliştirilmesi genel amacını taşır. Bu alanların her ikisi de yakından bağlantılıdır, çünkü her ikisi de merkezi ve periferik sinir sistemlerindeki nörotransmitterler, nöropeptitler, nörohormonlar, nöromodülatörler, enzimler, ikinci haberciler, ortak taşıyıcılar, iyon kanalları ve reseptör proteinlerinin etkileşimleri ile ilgilidir. Bu etkileşimleri inceleyen araştırmacılar, ağrı, Parkinson hastalığı ve Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklar, psikolojik bozukluklar, bağımlılık gibi birçok farklı nörolojik bozukluğu tedavi etmek için ilaçlar geliştirirler.

<span class="mw-page-title-main">Muskarinik asetilkolin reseptörü</span>

Muskarinik asetilkolin reseptörleri, belirli nöronların ve diğer hücrelerin hücre zarlarında G proteinine bağlı reseptör kompleksleri oluşturan asetilkolin reseptörleridir. Parasempatik sinir sistemindeki postganglionik liflerden salınan asetilkolinin uyardığı, post reseptörler olmak gibi çeşitli roller oynarlar.

Serotonin fizyolojik ve patofizyolojik etkilerine hücre zarına bağlı çeşitli reseptörlerin, 5-HT reseptörlerinin aktivasyonu yoluyla aracılık eder. Bunlar merkezi sinir sisteminde, gastrointestinal sistemde, dolaşım sisteminde ve kanda yüksek yoğunlukta bulunur. Fizyolojik olarak kan pıhtılaşmasında, öğrenme süreçlerinde ve gündüz-gece ritminin kontrolünde rollerı vardır. Migren, pulmoner hipertansiyon, depresyon, şizofreni, yeme bozuklukları, bulantı ve kusmada serotonin reseptörlerindeki biyokimyasal süreçlerin yanlış işlemesi patolojik açıdan öneme sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">NMDA reseptörü</span>

N-metil-D-aspartat (NMDA) reseptörü, iyon kanalı özelliğine sahip bir glutamat reseptörüdür. NMDA molekülü özgül olarak kanalı aktive edebildiği için bu ismi almıştır. Katyonlara geçirgen iyonotropik glutamat reseptör ailesinin bir üyesidir. Lisin ve D-serin, özel bir bölge aracılığıyla reseptörü uyarabilmektedir. Bu moleküller aracılığıyla reseptörün işlevi düzenlenmektedir. Reseptör, alt birimine göre Mg2+ ve Zn2+ ile bloklanabilmektedir. Bu iyonlar kanalın kinetiği üzerinden etkisini göstermektedir. Reseptör işlevi, yavaş kanal açılması ve aktivasyonun sonlanması ile karakterize edilmektedir. Ortaya çıkan katyon akışı, sinyal iletim yollarını aktif hale getirmektedir. Ayrıca, merkezi sinir sisteminin çeşitli bölgelerinde ifade edilmektedir. Sinaptik plastisite, öğrenme ve hafıza gibi sinir hücresi ile ilgili işlevlerde de anahtar fizyolojik roller oynamaktadır. Bununla birlikte, farklı merkezi sinir sistemi hastalıklarının patofizyolojisinde yer aldığı gösterilmiştir. Hastalıklarla ilişkili genomik varyasyon için bir lokus olarak tanımlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">İzofluran</span> kimyasal bileşik

Forane ticarî adıyla da bilinen İzofluran genel anestezi amacıyla kullanılan bir ilaçtır. Anesteziyi başlatmak veya sürdürmek için kullanılabilir. Ancak izofluran ile oluşan hava yolu tahrişinden dolayı anesteziyi başlatmak için genellikle izofluran yerine başka ilaçlar kullanılır. İzofluran inhalasyon yoluyla kullanılmaktadır.

İnsülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) reseptörü, insan hücre membranında bulunan bir proteindir. İnsülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) adı verilen bir hormon ve IGF-2 adı verilen ilişkili bir hormon tarafından aktive edilen bir transmembran reseptörüdür. Tirozin kinaz reseptörleri sınıfına aittir. Bu reseptör, moleküler yapı olarak insüline benzeyen bir polipeptit protein hormonu olan IGF-1'in etkilerine aracılık eder. IGF-1 büyümede önemli bir rol oynar ve yetişkinlerde de anabolik etkilere sahiptir, yani iskelet kası ve diğer hedef dokuların hipertrofisini indükleyebilir. IGF-1 reseptöründen yoksun olan fareler, gelişimlerinin sonlarında ölürler ve vücut kütlelerinde çarpıcı bir azalma gösterirler. Bu, reseptörün güçlü büyüme teşvik edici etkisini gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Gabapentinoid</span> GABA türevi ilaç sınıfı

Gabapentinoidler, inhibitör nörotransmiter γ-aminobütirik asidin (GABA) türevleri olan ve α2δ alt birim içeren voltaj kapılı kalsiyum kanallarını (VGCC'ler) inhibe ederek çalışan bir ilaç sınıfıdır. Bu bölge, gabapentinin hedefi olduğu için gabapentin reseptörü olarak adlandırılmıştır.

Sinirbilimde Golgi hücreleri, beyinciğin granüler tabakasında bulunan inhibitör internöronlardır. İlk olarak 1964'te inhibitör olarak tanımlandılar. Aynı zamanda, inhibitör internöronun anatomik olarak tanımlandığı, inhibitör geribildirim ağının ilk örneğiydi.Bu hücreler, granül hücrelerin ve tek kutuplu fırça hücrelerinin dendritinde sinaps yapar. Yosunlu liflerden, ayrıca granül hücrelerde sinaps yapan ve uzun granül hücre aksonları olan paralel liflerden uyarıcı girdi alırlar. Böylece bu devre, granül hücrelerinin ileri besleme ve geri besleme inhibisyonuna izin verir.

İmidazenil, benzodiazepin ailesinden türetilen deneysel bir anksiyolitik ilaçtır ve midazolam, flumazenil ve bretazenil gibi diğer imidazobenzodiazepinlerle en yakından ilişkilidir.

<span class="mw-page-title-main">Kannabinoid reseptörleri</span>

Kannabinoid reseptörleri, kannabinoidlerin bağlandığı ve hücre içi sinyalleri tetiklediği G proteini bağlı reseptörleridir. Kannabinoidler, bitkisel kökenli kannabinoidler (fitokannabinoidler), endokannabinoidler ve sentetik kannabinoidler olmak üzere üç ana gruba ayrılır.