Kainátový receptor

Kainátové receptory nebo KAR jsou ionotropní receptory jiné než NMDA, které reagují na neurotransmiter glutamát. Jako samostatný typ receptorů byly poprvé identifikovány prostřednictvím selektivní aktivace agonistou kainátem, lékem poprvé izolovaným z červené řasy Digenea simplex. KAR jsou méně srozumitelné než AMPA a NMDA receptory, ostatní ionotropní glutamátové receptory. Kainátové receptory se podílejí na excitační neurotransmisi aktivací postsynaptických receptorů a na inhibiční neurotransmisi modulací uvolňování inhibičního neurotransmiteru GABA presynaptickým mechanismem.

Existuje pět typů podjednotek kainátových receptorů, GluR5, GluR6, GluR7, KA1 a KA2, které jsou podobné podjednotkám AMPA a NMDA receptorů a mohou být uspořádány různými způsoby tak, aby vytvořily tetramer, receptor se čtyřmi podjednotkami (Dingledine, 1999). GluR5, 6 a 7 mohou tvořit homomery (např. receptor složený výhradně z GluR5) a heteromery (např. receptor složený jak z GluR5, tak z GluR6), nicméně KA1 a KA2 mohou tvořit funkční receptory pouze kombinací s jednou z podjednotek GluR5, 6 nebo 7.

Každá KAR podjednotka začíná extracelulárním N-koncovým segmentem, který tvoří část vazebné štěrbiny neurotransmiterů zvanou S1. Tento segment pak prochází buněčnou membránou a tvoří první ze tří membránových oblastí překlenujících M1. M2 segment pak začíná na cytoplazmatickém povrchu membrány, tlačí se do buněčné membrány asi v polovině cesty a pak se ponoří zpět do cytoplazmy. Tento segment byl nazván „p smyčka“ a stejně jako v případě blízce příbuzných AMPA receptorů určuje vápníkovou propustnost receptoru. M2 se mění na M3, další transmembránový překlenující segment, který se vynoří na extracelulární straně a doplní vazebné místo neurotransmiterů (část zvaná S2). M4 začíná extracelulárně a opět prochází membránou do cytoplazmy, čímž vytváří C-koncovku proteinu.

Iontový kanál tvořený kainátovými receptory je propustný pro sodíkové a draselné ionty. Množství sodíku a draslíku, které kanály svými póry (svou vodivostí) umožňují, je podobné jako u kanálů AMPA, přibližně 20 pS. Nicméně otvory KARů mají mnohem kratší dobu trvání než otvory AMPA. Jejich propustnost pro Ca++ je obvykle velmi nepatrná, ale mění se s podjednotkami a úpravou RNA na špičce p smyčky (Huettner, 2003).

Kainátové receptory hrají roli v pre- i postsynaptických neuronech (Huettner, 2003). Ve srovnání s AMPA a NMDA receptory mají poněkud omezenější distribuci v mozku a jejich funkce není dobře definována.

KAR se podílí na vyvolání epilepsie a smyslové transdukce.

Na rozdíl od AMPA receptorů hrají kainátové receptory v signalizaci v synapsích pouze menší roli (Song a Huganir, 2002). Spíše mohou mít kainátové receptory jemnější roli v synaptické plasticitě, což ovlivňuje pravděpodobnost, že postsynaptická buňka vzplane v reakci na budoucí stimulaci (Contractor a kol., 2000; Mayer, 2005). Aktivace kainátových receptorů v presynaptické buňce může ovlivnit množství uvolňovaných neurotransmiterů (Schmitz a kol., 2001; Song a Huganir, 2002; Huettner, 2003; Mayer, 2005). Tento efekt se může projevit rychle a dlouho přetrvávat (Schmitz a kol., 2001) a účinky opakované stimulace KAR se mohou časem sčítat (Mayer, 2005).