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Publikation des Jahres 2010

S.M. Schmid and M. Hollmann (2010).
Bridging the synaptic cleft: Lessons from orphan glutamate receptors.
Science Signaling 3(136): pe28.
doi: 10.1126/scisignal.3136pe28
Abstract
 

Wenn Ner­ven­zel­len mit­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren, tau­schen sie elek­tri­sche Sig­na­le aus, die an den Kon­takt­stel­len zwi­schen den bei­den Zel­len - den che­mi­schen Syn­apsen - ei­nen klei­nen Ab­stand über­win­den müs­sen, den so­ge­nann­ten syn­ap­ti­schen Spalt. Da­zu wird das elek­tri­sche Sig­nal in ein che­mi­sches Sig­nal um­ge­wan­delt: Die Sen­der­zel­le schüt­tet ei­nen Bo­ten­stoff (Neu­ro­trans­mit­ter) aus, der den Spalt über­win­den kann. An der Emp­fänger­zel­le an­ge­kom­men, bin­det der Neu­ro­trans­mit­ter an Re­zep­to­ren an der Zell­ober­fläche, was wie­der ein elek­tri­sches Sig­nal aus­löst. Die­ser Me­cha­nismus ist schon lange be­kannt; wie die Struk­tur der Syn­ap­sen mit dem schma­len, nur etwa 20 nm breiten Spalt zwi­schen den beiden Zel­len aber auf­recht­er­hal­ten wird, ist noch weit­ge­hend un­klar.

Neueste Stu­di­en er­lau­ben nun erste Ein­blicke, wie dies bei ei­ner be­stimm­ten Syn­ap­se im Klein­hirn funk­tio­niert. Da­bei spie­len drei schon lange be­kann­te Pro­te­ine eine Rol­le, die sich über­ra­schen­der­wei­se zu­sam­men­la­gern und so eine sta­bi­le Brücke zwi­schen den bei­den Zel­len bil­den. Ei­nes der Pro­te­ine, GluD2, sitzt an der Ober­flä­che der Empfänger­zel­le – der Post­syn­ap­se – und ge­hört zur Fa­mi­lie der Glu­ta­mat­re­zep­to­ren, die Neu­ro­trans­mit­ter bin­den und so elek­tri­sche Sig­na­le aus­lö­sen kön­nen. Das zwei­te Pro­te­in, Neu­rexin, sitzt an der Ober­flä­che der Sen­der­zel­le – der Prä­syn­ap­se. Die­se bei­den Pro­te­ine wer­den durch ein drit­tes Pro­te­in mit­ein­an­der ver­bun­den: Ce­re­bel­lin 1, das von der Sen­der­zel­le pro­du­ziert und in den syn­ap­ti­schen Spalt aus­ge­schüt­tet wird. Die­se Brücke aus drei Pro­te­inen sorgt da­für, daß die Prä- und die Post­syn­ap­se je­der­zeit dicht bei­ein­an­der in der rich­ti­gen Po­si­tion lie­gen, um Sig­na­le aus­tau­schen zu kön­nen.