Studium působení pregnanolon sulfátu a jeho derivátů na NMDA receptorech.

Abstract

N-metyl-D-aspartátové (NMDA) receptory jsou v centrálním nervovém systému podtypem receptorů pro hlavní excitační neuropřenašeč glutamát. Jejich aktivita je regulována celou řadou allosterických modulátorů, mezi které patří i endogenní neurosteroidy a jejich syntetické analogy. Dysfunkce NMDA receptorů hraje významnou úlohu v mnoha neurodegenerativních onemocněních a inhibiční neurosteroidy mají jedinečný potenciál pro vývoj léčiv s neuroprotektivním účinkem. Cílem předkládané práce je popsat vztah mezi strukturou a funkcí neurosteroidních derivátů modifikovaných na D-kruhu využitím techniky terčíkového zámku na rekombinantních GluN1/GluN2B receptorech. V této práci jsme u 19 neurosteroidů s modifikací na D-kruhu charakterizovali jejich účinek na aktivitu NMDA receptorů a řadu z nich identifikovali jako účinné inhibitory NMDA receptorů. Na základě našich výsledků jsme odhalili lineární vztah mezi lipofilicitou látky a jejím IC50, což naznačuje zásadní vliv cytoplazmatické membrány pro účinek neurosteroidu. Tuto teorii jsme potvrdili kapacitním snímáním v kombinaci s využitím amfipatické molekuly gama-cyklodextrinu, čímž jsme oddělili kinetiku vazby neurosteroidu do membrány od jeho vazby na receptor. Tyto experimenty dále ukázaly, že akumulace neurosteroidu v cytoplazmatické membráně hraje...

N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are a subtype of receptors for major excitatory neurotransmitter glutamate in the central nervous system. Their activity is regulated by variety of allosteric modulators, including endogenous neurosteroids and their synthetic analogues. NMDAreceptor dysfunction is implicated in various forms of neurodegeneration and inhibitory neurosteroids have unique therapeutic potential to act as neuroprotective agens. The aim of this work is to investigate relationship between structure and function of neurosteroids with modifications in the D-ring region, using whole-cell patch clamp recording at recombinant GluN1/GluN2B receptors. In this work, we characterised inhibition effect of 19 neurosteroid analogues on NMDA receptor activity and found several of them to be potent NMDA receptor inhibitors. According to our results, there is a linear relationship of IC50 and lipophilicity of a neurosteroid compound, suggesting the plasma membrane plays an important role in neurosteroid access to NMDA receptor. Indeed, using capacitance recording configuration in combination with amphipathic molecule gamma-cyclodextrin, we were able to separate the kinetic of neurosteroid membrane binding from receptor binding. Moreover, these experiments showed that neurosteroid accumulation in the...