カルモジュリンとNR1サブユニットと直接相互作用することによるNMDA受容体の不活性化

NMDA（N-メチル-D-アスパラギン酸）受容体は、シナプス可塑性と神経発達に重要な脳の興奮性神経伝達物質受容体です。これらの受容体は、生理学的特性が細胞内Ca2+によって調節されるCa2+透過性グルタミン酸溶質イオンチャネルです。ここでは、NMDA受容体のNR1サブユニットと相互作用するカルモジュリンと特定された20 kDaタンパク質の精製を報告します。NR1サブユニットへのカルモジュリン結合はCa2+依存性であり、同性のNR1複合体、ヘテロマーNR1/NR2サブユニット複合体、および脳からのNMDA受容体で発生します。さらに、NR1へのカルモジュリン結合により、NMDAチャネルのオープン確率が4倍減少します。これらの結果は、NMDA受容体機能がカルモジュリンのNR1サブユニットへの直接結合によって調節できることを示しており、NMDA受容体の活性依存性フィードバック阻害とCa2+依存性の不活性化の可能性のあるメカニズムを示唆しています。

NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptors are excitatory neurotransmitter receptors in the brain critical for synaptic plasticity and neuronal development. These receptors are Ca2+-permeable glutamate-gated ion channels whose physiological properties are regulated by intracellular Ca2+. We report here the purification of a 20 kDa protein identified as calmodulin that interacts with the NR1 subunit of the NMDA receptor. Calmodulin binding to the NR1 subunit is Ca2+ dependent and occurs with homomeric NR1 complexes, heteromeric NR1/NR2 subunit complexes, and NMDA receptors from brain. Furthermore, calmodulin binding to NR1 causes a 4-fold reduction in NMDA channel open probability. These results demonstrate that NMDA receptor function can be regulated by direct binding of calmodulin to the NR1 subunit, and suggest a possible mechanism for activity-dependent feedback inhibition and Ca2+-dependent inactivation of NMDA receptors.