亜鉛、酸化還元剤を含むチオールおよびカルノシンによる培養胚マウス海馬ニューロンにおける阻害性グリシン受容体の調節

亜鉛（Zn（2+））およびグルタチオンなどの内因性レドックス剤による阻害性グリシン受容体の調節は、哺乳類の脳の阻害を変化させる可能性があります。海馬にはZn（2+）が豊富にあり、グリシン受容体を調節する能力にもかかわらず、海馬グリシン受容体のZn（2+）調節を調べた研究はほとんどありません。レドックス剤が海馬グリシン受容体を調節するかどうかも不明のままです。この研究では、全細胞記録を使用して培養マウス海馬ニューロンにおけるグリシン受容体媒介電流のZn（2+）およびレドックス変調を調べました。低グリシン、ベータアラニン、およびタウリン濃度によって誘発された10マイクローム増強電流未満のZn（2+）濃度は300〜400％です。Zn（2+）濃度は300 microMを超えると、ほぼ完全な阻害を生成しました。Zn（2+）濃度を増強すると、3つのアゴニストの用量反応曲線が左にシフトし、グリシンとベータアラニンの丘係数が減少しましたが、タウリンではありませんでした。Zn（2+）濃度を阻害すると、グリシンとベータアラニンの用量反応曲線が右にシフトしましたが、最大タウリン反応が減少しました。ヒスチジン残基は、グリシン電流のZn（2+）の増強を減少させたピオロカーボネートジエチルとpH 5.4が増加するため、増強に関与する可能性があります。pH 5.4グリシン電流のZn（2+）ブロックが減少しましたが、ピオラボネートジエチルはそうではありませんでした。これらの発見は、別々の部位がZn（2+）の増強と阻害を媒介することを示しています。酸化還元剤グルタチオン、ジチオトレイトール、トリス（2-カルボキシエチル）ホスフィン、および5,5'-ジチオビス（2-ニトロベンゾ酸）は、レドックスメカニズムによってグリシン電流を変化させませんでした。しかし、グルタチオンとジチオトレイトールは、それをキレートすることにより、グリシン電流に対するZn（2+）の効果を妨害しました。カルノシンは同様の効果がありました。したがって、Zn（2+）を含むチオールZn（2+）をキレートする酸化還元剤を含むチオールは、Zn（2+）変調がアゴニスト依存性であるZn（2+）変調のメカニズムで海馬グリシン受容体を調節します。

Modulation of inhibitory glycine receptors by zinc (Zn(2+)) and endogenous redox agents such as glutathione may alter inhibition in the mammalian brain. Despite the abundance of Zn(2+) in the hippocampus and its ability to modulate glycine receptors, few studies have examined Zn(2+) modulation of hippocampal glycine receptors. Whether redox agents modulate hippocampal glycine receptors also remains unknown. This study examined Zn(2+) and redox modulation of glycine receptor-mediated currents in cultured embryonic mouse hippocampal neurons using whole-cell recordings. Zn(2+) concentrations below 10 microM potentiated currents elicited by low glycine, beta-alanine, and taurine concentrations by 300-400%. Zn(2+) concentrations above 300 microM produced nearly complete inhibition. Potentiating Zn(2+) concentrations shifted the dose-response curves for the three agonists to the left and decreased the Hill coefficient for glycine and beta-alanine but not taurine. Inhibiting Zn(2+) concentrations shifted the dose-response curves for glycine and beta-alanine to the right but reduced the maximum taurine response. Histidine residues may participate in potentiation because diethyl pyrocarbonate and pH 5.4 diminished Zn(2+) enhancement of glycine currents. pH 5.4 diminished Zn(2+) block of glycine currents, but diethyl pyrocarbonate did not. These findings indicate that separate sites mediate Zn(2+) potentiation and inhibition. The redox agents glutathione, dithiothreitol, tris(2-carboxyethyl)phosphine, and 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) did not alter glycine currents by a redox mechanism. However, glutathione and dithiothreitol interfered with the effects of Zn(2+) on glycine currents by chelating it. Carnosine had similar effects. Thus, Zn(2+) and thiol containing redox agents that chelate Zn(2+) modulate hippocampal glycine receptors with the mechanism of Zn(2+) modulation being agonist dependent.