ИСТИНА

ГАМКА и глициновый рецепторы (ГАМКАР и ГлиР), опосредующие процессы торможения в центральной и периферической нервной системе, являются мишенями для многочисленных модуляторов, которые потенцируют или угнетают их функции. Мы исследовали молекулярные механизмы действия двух модуляторов: этомидата (ЭТМ, общие анестетики) и мефенамовой кислоты (МФК, фенаматы). При помощи метода пэтч-кламп регистрации мы показали, что ЭТМ и МФК в низких концентрациях (< 300 µM) потенцируют ГАМК-активируемые токи в изолированных клетках Пуркинье, но подавляют глицин-активируемые токи в изолированных пирамидных нейронах гиппокампа крысы. Мы установили также, что потенцирующие эффекты ЭТМ и МФК не суммируются, что указывает на конкуренцию этих веществ за общий сайт связывания. Для определения структурных детерминант ответственных за различия в действии этих веществ, мы построили гомологические модели α1β2γ2 ГАМКАР и α1/2β ГлиР на основе крио-ЭМ структуры α1 ГлиР (3JAE), соответствующей открытому состоянию, и использовали метод Монте-Карло минимизации энергии для оптимизации структуры моделей. Известно, что остатки M286, N265 (β2) и M236 (α1) влияют на эффективность потенциации ГАМКАР ЭТМ. Мы использовали эти данные при поиске энергетически оптимальных мод связывания МФК и ЭТМ. Мы показали, что МФК и ЭТМ связываются в β(+)/α(-) интерфейсе ГАМКАР и образуют H-связи с R269 и N265 (M2, β2), а также ван-дер-Ваальсовы связи с M286, F289 (M3, β2) и L232, P233, M236 (M1, α1). Наши модели предсказывают, что МФК и ЭТМ, образуя H-связи с R269, стабилизируют положение его боковой цепи и открытую конформацию рецептора. МФК и ЭТМ потенцируют ГАМК-активируемые токи в рецепторах, содержащих β2/3, но не β1 субъединицу. N265 присутствует только в β2/3 субъединице ГАМКАР, в β1 субъединице ГАМКАР и в α1-3 субъединицах ГлиР в этой позиции находится Ser. R269 консервативен среди различных субъединиц ГАМКАР и ГлиР. Наши расчеты показали, что в α1β1γ2 ГАМКАР и αβ ГлиР R269 образует две H-связи с S265. В результате боковая цепь R269 оказывается глубоко отогнутой внутрь интерфейса, не может образовывать H-связи с остатками Q229 и I228 (α1) и, как следствие, теряет способность стабилизировать открытое состояние рецептора.