Bedeutung von Glycin 338 der zweiten Transmembrandomäne für die Funktion des hP2X7-Rezeptors

Abstract

Der P2X7-Rezeptor ist ein ATP-gesteuerter, unselektiver Kationenkanal. Der Rezeptor wird in Immunzellen exprimiert. Durch diesen Rezeptor fungiert ATP, welches durch Zellschädigung freigesetzt wurde, als Gefahrenmolekül, welches Entzündungsabläufe induziert. Die P2X7-Untereinheiten weisen eine Extrazellulardomäne, zwei Transmembrandomänen und intrazellulär gelegene N-und C-Termini auf. Die zweite Transmembrandomäne ist an der Ionenpermeation und der Kanalöffnung der P2X-Rezeptoren beteiligt. Vorausgegangene Experimente ergaben, dass der Aminosäurerest G338 Bestandteil der Ionenkanalpore ist. Die Substitution von G338 durch Cystein kehrt das Schaltverhalten des P2X7R-Kanals um, der konstitutiv offene Kanal wird durch ATP geschlossen. In dieser Arbeit erfolgten Versuche mittels der Zwei-Mikroelektroden-Spannungsklemm-Technik mit Applikation von P2X7R-Agonisten, Antagonisten und Methanthiosulfonaten. Die ausgeprägten Effekte bei der Mutation von G338 auf die Aktivierung sowie die Agonisten- und Antagonistenwirkung lassen vermuten, dass es sich hier um eine strukturell und funktionell wichtige Aminosäure handelt.

The P2X7 receptor is an ATP-gated nonselective cation channel. The receptor is expressed in immune cells. Via this receptor, ATP, released during cell damage, serves as danger associated molecular pattern to induce inflammatory reactions. The P2X7R subunits have an extracellular domain, two transmembrane domains and intracellularly located N- and C-termini. The second transmembrane domain has been shown to be involved in the ion permeation and the pore opening of P2X receptor channels. As found in earlier studies, the amino acid G338 is part of the ion channel pore domain. Substitution of G338 to cysteine reverses the gating behaviour of the P2X7R channel, the constitutive open channel is closed by ATP. In this work the experiments were measured by whole cell voltage clamp with application of P2X7R-agonists, antagonist and methanethiosulfonates. The results with modified activation, agonist and antagonist effect point to a critical role of G338 in gating the P2X7 receptor.