ビククリンとガバジンは、GABAA受容体のチャネル開口部のアロステリック阻害剤です

麻酔薬は、GABAの低濃度の効果を増強し、GABAの非存在下でイオンチャネルを直接開くために、GABAA受容体と相互作用することが知られています。ただし、これらの薬物による直接ゲーティングに関与するサイトは不明です。アルファキサロン（麻酔ステロイド）とペントバルビタール（麻酔薬）がアルファ1、ベータ2、およびガンマ2Lサブユニットを含む組換えGABAA受容体を直接活性化する能力を研究しました。ステロイドゲーティングは、2つの変異ベータ2サブユニット[ベータ2（Y157）とベータ2（Y205）]のいずれかが受容体に組み込まれている場合、影響を受けませんでしたが、これらのサブユニットはGABA結合の親和性を大幅に低下させます。これらの観察結果は、バルビツール酸塩についてすでに示されているように、ステロイド結合とその後のチャネルゲーティングにはこれらの特定の残基を必要としないことを示しています。ビククリンまたはガバジン（GABA結合の2つの競合拮抗薬）は、野生型GABAA受容体からのアルファキサロンとペントバルビタールによって誘発された電流を減少させました。しかし、ガバジンは、ペントバルビタールまたはアルファキサロンの応答の部分的なブロックのみを生成し、ビククリンはペントバルビタールに対する応答を部分的にブロックしました。これらの観察結果は、ブロッカーがGABAA受容体上の単一のクラスの部位に対してアルファキサロンまたはペントバルビタールと競合しないことを示しています。最後に、アルファ1ベータ2（Y157S）ガンマ2Lサブユニットを含む受容体では、ビククリンとガバジンの両方が弱いアゴニスト活性を示し、実際にアルファキサロンに対する反応を増強しました。これらの観察結果は、ブロッキング薬がGABAA受容体のアロステリックな変化をもたらす可能性があることを示しています。少なくともこの変異ベータ2サブユニットを含むものです。結合ステロイドとバルビツール酸塩の部位は、GABA結合部位と重複していないと結論付けています。さらに、ガバジンもビククリンも、ステロイドまたはバルビツール酸塩部位での結合を競うことはありません。データは、GABA結合部位に結合した後、GABAA受容体のチャネル開口部のアロステリック阻害剤としてガバジンとビククリンの両方が作用するモデルと一致しています。

Anesthetic drugs are known to interact with GABAA receptors, both to potentiate the effects of low concentrations of GABA and to directly gate open the ion channel in the absence of GABA; however, the site(s) involved in direct gating by these drugs is not known. We have studied the ability of alphaxalone (an anesthetic steroid) and pentobarbital (an anesthetic barbiturate) to directly activate recombinant GABAA receptors containing the alpha 1, beta 2, and gamma 2L subunits. Steroid gating was not affected when either of two mutated beta 2 subunits [beta 2 (Y157S) and beta 2 (Y205S)] are incorporated into the receptors, although these subunits greatly reduce the affinity of GABA binding. These observations indicate that steroid binding and subsequent channel gating do not require these particular residues, as already shown for barbiturates. Bicuculline or gabazine (two competitive antagonists of GABA binding) reduced the currents elicited by alphaxalone and pentobarbital from wild-type GABAA receptors; however, gabazine produced only a partial block of response pentobarbital or alphaxalone, and bicuculline only partially blocked responses to pentobarbital. These observations indicate that the blockers do not compete with alphaxalone or pentobarbital for a single class of sites on the GABAA receptor. Finally, at receptors containing alpha 1 beta 2 (Y157S) gamma 2L subunits, both bicuculline and gabazine showed weak agonist activity and actually potentiated responses to alphaxalone. These observations indicate that the blocking drugs can produce allosteric changes in GABAA receptors, at least those containing this mutated beta 2 subunit. We conclude that the sites for binding steroids and barbiturates do not overlap with the GABA-binding site. Furthermore, neither gabazine nor bicuculline competes for binding at the steroid or barbiturate sites. The data are consistent with a model in which both gabazine and bicuculline act as allosteric inhibitors of channel opening for the GABAA receptor after binding to the GABA-binding site.