Schmid, Sabine Maria

Investigation of the delta subfamily of glutamate receptors by domain transplantation

Ionotrope Glutamatrezeptoren vermitteln synaptische Signale im ZNS. Im Gegensatz zu den gut charakterisierten AMPA-, Kainat- und NMDA-Untertypen wurde noch keine agonisteninduzierte Funktion der delta-Rezeptoruntereinheiten, delta1 und delta2, beschrieben. Um zu untersuchen, ob einzelne delta-Domänen überhaupt ionotrope Funktion unterstützen, wurden die Ionenpore, die Ligandenbindungsdomäne (LBD) und die diese beiden Domänen verbindenden Linker durch Domänentransplantation untersucht.
Den größten Einfluss auf die Kanalfunktion hatte der Austausch der drei Linker. Alle beeinflussten die Rezeptorfunktionalität, Agonistenpotenz und Desensitisierung stark.
Eine chimäre delta2-Untereinheit bildete funktionelle glutamatgesteuerte Ionenkanäle, wenn ihre LBD durch die des GluR6-Rezeptors ersetzt wurde. Diese agonisteninduzierten Ströme durch den delta2-Ionenkanal weisen darauf hin, dass der Schlüssel zum Verständnis der delta-Rezeptorfunktion in der LBD zu suchen ist.

Ionotropic glutamate receptors critically shape synaptic signals in the CNS. Contrary to the well-characterized AMPA, kainate, and NMDA receptor subtypes, no agonist-induced ionotropic function of the two delta receptor subunits, delta1 and delta2, has been described. To investigate the capability of single delta receptor domains to support ionotropic function, the ion pore, the ligand binding domain (LBD), and the linkers that connect the two, were examined by domain transplantation.
The most profound in_uence on channel function was observed upon transplantation of the three linkers. All decisively a_ected receptor functionality, agonist potency, and desensitization.
The delta2 subunit formed functional glutamate-gated ion channels when its LBD was exchanged for that of GluR6. This chimera allowed to characterize agonist-controlled current through a delta2 ion channel, suggesting that the key to delta receptor function is to be found within their LBD.