Receptores GABA

1
Receptores GABA

• Perspectiva histórica
• GABA es el mayor neurotransmisor inhibidor del
  sistema nervioso central en mamíferos.
• GABA produce respuestas de inhibición
  hiperpolarizante en neuronas.
• Tras la ocupación del receptor GABAA por las
  moléculas GABA, las columnas del receptor
  interactúan a su vez con el canal de cloro para
  abrirlo un poco.
• Ello conlleva una hiperpolarización de la
  membrana, disminuyendo la excitabilidad de la
  misma.

2
Receptor GABAA

• GABAA exhibe una distribución topográfica
  diferencial.
• Una modificación sistemática de los agonistas
  naturales demostraron que GABAA puede ser
  activado por un gran número de compuestos
  (figura 1), usados luego como ligando.

3
Caracterización Biofísica del Receptor

• Inicialmente usando análisis de ruido en cultivos
  primarios de neuronas.
• Proveyendo el primer estimado de la media de
  conductancia de un solo canal, y el porcentaje de
  apertura del canal.
• Los antagonistas competitivos aparecen para
  reducir la conductancia a través del canal,
  reduciendo no solo la frecuencia de apertura sino
  también el tiempo medio de apertura.
• El receptor puede ser bloqueado no
  competitivamente por picrotoxin y por un número
  de biciclofosfatos.
• La penicilina también decrece la probabilidad de
  apertura del canal, compatible con un bloqueo de
  la apertura del canal.

4
Purificación del receptor

• Fue posible preparar anticuerpos monoclonales
  para el receptor
• Para estudiar en fino detalle anatómico de la
  distribución del receptor.
• La purificación de subunidades y elucidación de
  secuencias de aminoácidos fue crucial para su
  eventual clonación molecular
• ? y ? inicialmente clonados y co-expresados desde
  su código genético (ADN) en oocitos de xenopus.
• Estas subunidades produjeron un receptor que
  responde a agonistas y antagonistas de receptor
  GABAA

5
SUBUNIDADES

• Dividido en 7 clases de acuerdo a su similaridad
  de secuencias de aminoácidos.
• Dentro de estas clases hay subdivisiones, las
  cuales exhiben variantes alternativas unidas.
• En humano 6?, 3?, 3?,?,?,?,?.
• Homología de secuencias indican un lazo terminal
  cisteina-cisteina común para la familia del
  receptor

6
SUBUNIDADES

• Prior a los primeros de los cuatro primeros
  segmentos hidrofóbicos cerca de 20 AA, los cuales
  son nombrados TM1, TM2, TM3 Y TM4.
• TM2 considerados que forman la mayor parte de la
  línea del canal iónico atravesando la membrana
  celular.
• Mientras que TM3 Y TM4 es un gran lazo
  intracelular, el cual es más divergente entre
  subfamilias.
• Separando los genes que codifican las subunidades
  y una hibridización in situ junto con estudios
  inmunohistoquímicos han revelado una diversa
  distribución para estos productos de
  genes.(Whiting et al 1996)

7
SUBUNIDADES

• El receptor GABAA más común consiste de dos
  copias de ?, dos de ? y una de ?.
• Se utiliza mutación sitio-dirigida para
  identificar residuos en el receptor GABAA, que
  están involucrados en la activación del canal.
• La interfase ?-? es el sitio de activación para
  GABA(Figura 2)

8
BENZODIAZEPINAS

• La activación agonista del receptor GABAA es
  aumentado por las benzodiazepinas ansiolíticas
  causando un cambio paralelo de la concentración
  de GABA.
• Los efectos de las benzodiazepinas (sedativos,
  ansiolíticos, anticonvulsionantes, relajante
  muscular y amnesia) son producidos vía receptor
  GABAA.
• No todos los receptores GABAA en el cerebro
  reconocen las benzodiazepinas.
• La subunidad ? presente dentro de un subtipo de
• receptor GABAA es el determinante primario
  del
• reconocimiento de la benzodiazepina.

9
BENZODIAZEPINAS

• Cuando la subunidad ?1 es reemplazada por ?4 o ?6
  el receptor falla en reconocer la benzodiazepina.
• Mientras que los que contienen ?1, ?2, ?3, ?5 ya
  sea con una subunidad ? y una ? son todas
  reconocidas por las benzodiazepinas clásicas.
• Varios agentes son disponibles para reconocer los
  receptores en base a su composición de isoformas
  de su subunidad.
• Zolpidem reconoce el receptor GABAA en base a la
  isoforma de su subunidad ?.

10
CONCEPTOS

• AGONISTA INVERSO
• Tienen efectos diametricamente opuestos a los
  clásicos.
• (B-CCE) desplaza la benzodiazepina de su sitio de
  unión teniendo efectos opuestos a las
  benzodiazepinas tales como pro-convulsivos.
• Experimentos electrofísicos con agonistas
  inversos in vitro muestran que ellos cambian la
  concentración de GABA decreciendo la potencia
  natural del transmisor.
• AGONISTA incrementa la frecuencia de apertura
  del canal
• AGONISTA INVERSO decrece la frecuencia de
  apertura del canal

11
B- carbonilos

• Etil ester agonista inverso parcial,
  pro-convulsivo.
• Propil ester antagonista
• Metil ester agonista inverso total
  convulsivo

12
Bibliografía

• Martin, IL Dunn, SMJ. (2002) GABA Receptors.
  Tocris reviews No 20.