glun1/glun2a nmda受容体の薬理学的増強のための単一チャネルメカニズム

NMDA受容体（NMDAR）は、いくつかの神経病理学的プロセスに寄与します。NMDARの新しい陽性アロステリックモジュレーター（PAM）が最近特定されましたが、NMDARゲーティングへの影響はほとんど不明のままです。この目的のために、Glun1/Glun2A受容体に対する新しく開発された分子UBP684の効果をテストしました。UBP684は、穿孔パッチ条件下で観察される細胞全電流を増強し、受容体の非活性化が遅くなることがわかりました。シングルチャネルレベルでは、UBP684は長い閉鎖時間の劇的な短縮と平均開閉時間の堅牢な増加をもたらしました。これらの変化は、リガンド結合ドメイン（LBD）がジスルフィドブリッジを組み込むことにより閉じたクラムシェルコンフォメーションにロックされているNMDAR変異体によって生成された変化と類似していました。ロックされたグルタミン酸結合裂け目は主に受容体の有効性に寄与しているため、これらの結果は、UBP684結合がグルタミン酸LBDロックされた状態と同様の立体構造のスイッチを誘導する可能性があることを示唆しています。この予測と一致して、UBP684は、Glun2 LBDのみがロックされているNMDARと比較して、Glun1 LBDのみがロックされているNMDARのより大きな増強を示しました。ドッキング研究は、UBP684がGlun1およびGlun2 LBDインターフェイスに結合し、LBD閉じた立体構造の安定化に潜在的な能力をサポートすることを示唆しています。これらの研究は、NMDARの機能を促進するという新しい薬理学的メカニズムを特定します。

NMDA receptors (NMDARs) contribute to several neuropathological processes. Novel positive allosteric modulators (PAMs) of NMDARs have recently been identified but their effects on NMDAR gating remain largely unknown. To this end, we tested the effect of a newly developed molecule UBP684 on GluN1/GluN2A receptors. We found that UBP684 potentiated the whole-cell currents observed under perforated-patch conditions and slowed receptor deactivation. At the single channel level, UBP684 produced a dramatic reduction in long shut times and a robust increase in mean open time. These changes were similar to those produced by NMDAR mutants in which the ligand-binding domains (LBDs) are locked in the closed clamshell conformation by incorporating a disulfide bridge. Since the locked glutamate-binding clefts primarily contributes to receptor efficacy these results suggests that UBP684 binding may induce switch in conformation similar to glutamate LBD locked state. Consistent with this prediction UBP684 displayed greater potentiation of NMDARs with only the GluN1 LBD locked compared to NMDARs with only the GluN2 LBD locked. Docking studies suggest that UBP684 binds to the GluN1 and GluN2 LBD interface supporting its potential ability in stabilizing the LBD closed conformation. Together these studies identify a novel pharmacological mechanism of facilitating the function of NMDARs.