Wpływ ß-cyclodekstryny na kinetykę zmian konformacyjnych receptora GABAa w hodowanych neuronach hipokampalnych szczura

Katarzyna Mercik; Maria Pytel; Jerzy W. Mozrzymas

doi:10.18778/1730-2366.03.08

Authors

Katarzyna Mercik Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra Biofizyki
Maria Pytel Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra Biofizyki
Jerzy W. Mozrzymas Akademia Medyczna we Wrocławiu, Katedra Biofizyki

DOI:

https://doi.org/10.18778/1730-2366.03.08

Keywords:

receptory GABAa, ß-cyklodekstryna, ultraszybka perfuzja, patch-clamp

Abstract

Cyklodekstryny (CD) są szeroko stosowanymi nanostrukturami, zawierającymi w swojej budowie elementy hydrofobowe i hydrofilowe, dzięki czemu m ogą silnie oddziaływać ze składnikami błon biologicznych. W prezentowanej pracy zbadany został wpływ ßCD na receptory GABAa w hodowanych neuronach hipokampalnych szczura. W tym celu zmierzono odpowiedzi prądowe na ultraszybkie aplikacje GABA. Analiza danych pomiarowych wykazała, że ßCD silnie wpływa na kinetykę zmian konformacyjnych receptora GABAa głównie poprzez modulację procesu desensytyzacji i wiązania agonisty. Niniejsze wyniki wskazują na to, że ßCD może silnie modulować białka błonowe, przez co nie powinna być uważana jako obojętny nośnik substancji hydrofobowych.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Barbuti A., Gravante B„ Riolfo M., Milanesi R., Terragni B., DiFrancesco D „ (2004) L ocalization o f pacemaker channels in lipid rafts regulates channel kinetics. Circ. Res. 94: 1325-1331.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1161/01.RES.0000127621.54132.AE

Brown D.A., London E., (2000) Structure and function of sphingolipid- and cholesterol-rich membrane rafts. J. Bio.I Chem. 275: 17221-177224.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.R000005200

Clements J.D ., (1996) Transmitter tim e course in the synaptic cleft: its role in central synaptic function. Trends Neurosci 19: 163-171.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-2236(96)10024-2

Douhal A., (2004) Ultrafast guest dynamics in cyclodextrin nanocavities. Chem. Rev. 104: 1955-1976.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1021/cr020669j

Fielding C.J., Fielding P.E., (2004) Membrane cholesterol and the regulation of signal transduction. Biochem. Soc. Trans. 32: 65-69.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1042/bst0320065

Hajdu P., Varga Z., Pieri C., Panyi G., Gaspar R. Jr., (2003) Cholesterol modifies the gating of Kvl.3 in human T lymphocytes. Pfliigers Arch. 445: 674-682.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1007/s00424-002-0974-y

Harada A. (2001) Cyclodextrin-based molecular machines. Acc. Chem. Res. 34: 456-464.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1021/ar000174l

Jones M .V., Westbrook G.L., (1995) Desensitized states prolong GABAA channel responses to brief agonist pulses. Neuron 15: 181-191.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1016/0896-6273(95)90075-6

Kamionka A., Dahl M .K., (2001) Bacillus subtilis contains a cyclodextrin-binding protein which is part of a putative AB C-transporter. FEM S Microbiol. Lett. 204: 55-60.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2001.tb10862.x

Kilsdonk E.P., Yancey P.G., Stoudt G.W., Bangerter F.W., Johnson W .J., Phillips M.C., Rothblat G.H ., (1995) Cellular cholesterol efflux mediated by cyclodextrins. J. Biol. Chem. 270: 17250-17256.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.270.29.17250

Locke D., Koreen I.V., Liu J.Y., Harris A.L., (2004) Reversible pore block of connexin channels by cyclodextrins. J. Biol. Chem. 279: 22883-22892.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M401980200

Mozrzym as J.W., (2004) Dynamism o f GABA(A) receptor activation shapes the “personality” of inhibitory synapses. Neuropharm acology 47: 945-960.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2004.07.003

Mozrzymas J.W ., Barberis A., Mercik K., Zarnow ska E.D., (2003a) Binding sites, singly bound states, and conformation coupling shape GABA-evoked currents. J. Neurophysiol. 89: 871- 883.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1152/jn.00951.2002

Mozrzymas J.W ., Żarnowska E.D., Pytel M., Mercik K., (2003b). Modulation of GABA a receptors by hydrogen ions reveals synaptic GABA transient and a crucial role of the desensilization process. J. Neurosci. 23: 7981-7992.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.23-22-07981.2003

Pajatsch M., Gerhart M., Peist R., Horlachcr R., Boos W., Bock A., (1998) The periplasmic cyclodextrin binding protein Cym E from Klebsiellaoxytoca and its role in maltodextrin and cyclodextrin transport. J. Bacteriol. 180: 2630-2635.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1128/JB.180.10.2630-2635.1998

Redenti E., Szente L., Szejtli J., (2001) Cyclodextrin complexes of salts of acidic drugs. Thermodynamic properties, structural features, and pharm aceutical applications. J. Pharm. Sei. 90: 979-986.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1002/jps.1050

Romanenko V.G., Rothblat G.H., Levitan I., (2002) Modulation of endothelialinward- rectifier K+ current by optical isomers of cholesterol. Biophys. J. 83: 3211-3222.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1016/S0006-3495(02)75323-X

Shu H.J., Eisenm an L.N., Jinadasa D., Covey D.F., Zorum ski C.F., Mennerick S., (2004) Slow actions o f neuroactive steroids at GABAa receptors../. Neurosci. 24: 6667-6675.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1399-04.2004

Yancey P.G., Rodrigueza W .V., Kilsdonk E.P., Stoudt G.W., Johnson W .J., Phillips M.C., Rothblat G.H., (1996) Cellular cholesterol efflux mediated by cyclodextrins. Demonstration O f kinetic pools and mechanism o f efflux. J. Biol. Chem. 271: 16026-16034.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.271.27.16026

Xia F., Gao X., Kwan E., Lam P.P., Chan L., Sy K., Sheu L., W heeler M .B., Gaisano H.Y., Tsushim a R.G., (2004) Disruption of pancreatic beta-cell lipid rafts modifies Kv2.1 channel gating and insulin exocytosis. J. Biol. Chem. 279: 24685-24691.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M314314200