Das Gehirn SS 2009

Ligandengesteuerte

Ionenkanäle

Ligandengesteuerte Kanäle

Ligandengesteuerte Kanäle

Ligand-gated ion channels

LGIC

Ionotrope Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle

Neurotransmission

Ligandengesteuerte Kanäle

Liganden

Acetylcholin

Glutamat

GABA

Glycin

ATP; cAMP; cGMP; Ca2+ ; IP3; Serotonin

Ligandengesteuerte Kanäle

Liganden

Acetylcholin

Glutamat

GABA

Glycin

exzitatorisch

inhibitorisch

Ligandengesteuerte Kanäle

Ligandengesteuerte Kanäle

Exzitatorisch: Kationenkanäle (Na+, Ca2+)

Inhibitorisch: Anionenkanäle (Cl-)

Ligandengesteuerte Kanäle

Ligandengesteuerte Kanäle

Nikotinscher Acetylcholin Rezeptor

Glutamat Rezeptoren

GABA Rezeptoren

Glycin Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle

Der nikotinische

Acetylcholin Rezeptor

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Übersicht

Vorkommen: Neuromuskuläre Endplatte, CNS

Aufbau: Pentamer

Zusammensetzung:Muskel: 2, , , (embryonal)Muskel: 2, , , (adult)CNS: x5-x

Ionenselektivität: Na+, K+, Ca2+

Agonisten: Acetylcholin, Nikotin

Antagonisten: Bungarotoxin, D-Tubocurarin

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Die Neuromuskuläre Endplatte

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Die Neuromuskuläre Endplatte

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Die Neuromuskuläre Endplatte

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Endplattenpotential

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Endplattenpotential

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Endplattenpotential

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Endplattenpotential

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Klonierung

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Klonierung

Cholinerge

Neurone

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Hydropathieanalyse

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Membrantopologie

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Aktivierung

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Öffnungsmechanismus

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Einzelkanal Eigenschaften

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Ligandengesteuerte Kanäle nAChR

Myasthenia gravis

Verringerung der

Rezeptor Halbwertszeit:

~7 Tage

~2,5 Tage

Ligandengesteuerte Kanäle

Glutamat Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Übersicht

Vorkommen: CNS

Aufbau: Tetramer / Pentamer

Ionenselektivität: Na+, K+, Ca2+

Agonisten: NMDA, AMPA, Kainat

Antagonisten: Memantine, Phencyclidine

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Glutamat

wichtigster exzitatorischer Botenstoff im CNS

Rezeptortypen

N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)

-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazoleproprionic acid (AMPA)

Kainat

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Glutamat Rezeptortypen

NMDA AMPA Kainat

NR1

NR2A-D

NR3A

GluR1-4 GluR5-7

KA1,2

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Membrantopologie

Nativer Kanal

außen

innen

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Rezeptoreigenschaften

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Mg2+ Blockierung der NMDA Rezeptoren

wird durch Depolarisierung aufgehoben.

Non-NMDA Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

NMDA Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

RNA Editing

Ligandengesteuerte Kanäle GluR

Glutamat Rezeptoren und Krankheiten

Alzheimer:

erhöhte Glutamat Konzentration Erregung

Neurotoxizität:

NMDA/GluR erhöhter Ca2+ Einstrom

Ligandengesteuerte Kanäle

GABA Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Übersicht

Vorkommen: CNS

Aufbau: Pentamer

Zusammensetzung:GABAA: 1-6, 1-4, 1-4, , ,

GABAC: 1-3

Ionenselektivität: Cl-

Agonisten: GABA, Muscimol

Antagonisten: Picrotoxin, Bicuculline

Modulatoren: Benzodiazepine, Barbiturate

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Membrantopologie

Ligand

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

GABA Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Warum sind inhibitorische

Rezeptoren wichtig?

Wo wirken sie effizient?

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Glutamat

GABA

Exzitation Inhibition

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Exzitation Inhibition

Ligandengesteuerte Kanäle GABAR

Exzitation Inhibition

Ligandengesteuerte Kanäle

Glycin Rezeptoren

Ligandengesteuerte Kanäle GlyR

Übersicht

Vorkommen: PNS, CNS

Aufbau: Pentamer

Zusammensetzung:1-4, 1

Ionenselektivität: Cl-

Agonisten: Glycin, Taurin

Antagonisten: Strychnin

Ligandengesteuerte Kanäle GlyR

Membrantopologie

Ligand

Ligandengesteuerte Kanäle GlyR

Ligandengesteuerte Kanäle GlyR

Glycin Rezeptoren und Krankheiten

Hypertonische Motorische Störungen (Spasmen)

Mensch: Startle disease (Mutation 1)

Maus: spasmodic: 1oscillator: 1spastic:

Ligandengesteuerte Kanäle GlyR

Glycin Rezeptor Mutationen

Rel

ativ

er S

trom

Gly (µM)

Ligandengesteuerte Kanäle

Exzitatorische Rezeptoren: exzitatorische postsynaptische PotentialeEPSPACh; Glutamat

Inhibitorische Rezeptoren: inhibitorische postsynaptische PotentialeIPSPGABA; Glycin

Ach-R, GABA-R, Gly-R Glu-R