WSR080 Der AMPA-Rezeptor - Interview mit Prof. Dr. Andrew Plested

In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Andrew Plested von der Humboldt-Universität zu Berlin. Andrew leitet dort die Gruppe Zelluläre Biophysik.

Prof. Dr. Andrew Plested
Prof. Dr. Andrew Plested; Quelle: Wirkstoffradio.

Zuerst diskutieren Andrew und Bernd allgemein die Architektur von Ionenkanälen und deren Rolle bei der Signalweiterleitung im Körper. Besonders betonen sie, dass Signale nicht nur weitergeleitet, sondern auch summiert oder integriert werden können, was erst durch das Öffnen und Schließen der Ionenkanäle möglich wird. Diese Mechanismen sind beispielsweise entscheidend dafür, dass wir Fähigkeiten wie das Fangen eines Balls erlernen können. Andrew erklärt im Gespräch, wie diese Prozesse auf molekularer Ebene ablaufen und wie molekulare Veränderungen mit elektrischen Signalen zusammenhängen. Dadurch lässt sich auch das Phänomen des sogenannten „Muscle Memory“ verstehen.

In seiner Forschung konzentriert sich Andrew besonders auf den AMPA-Rezeptor. Er untersucht nicht nur, wie Glutamat an diesen Rezeptor bindet, sondern auch, wie sich das Membranpotential bei der Bindung des Liganden verändert. Mit seinem Team geht er so weit, einzelne Kanäle zu vermessen, um die Erregbarkeit der verschiedenen Rezeptortypen präzise zu charakterisieren.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Allgemeines über die Ionenkanäle

Regulatorische Funktion der Ionenkanäle

Kanaltypen zur Signalverarbeitung

Vergleich von Ionenkanälen

Aussehen der Kanäle

    • Proteindomäne – Wikipedia Artikel
    • Kristallstruktur für das Homotetramer (GLUA2). PDB-ID: 5WEO
    • Publikation zur GLUA2 Struktur (open access): Twomey, E., Yelshanskaya, M., Grassucci, R. et al. Channel opening and gating mechanism in AMPA-subtype glutamate receptors. Nature 549, 60–65 (2017). doi: 10.1038/nature23479
    • Kristallstruktur für das Heterotetramer (GluA1/GluA2). PDB-ID: 7OCF
    • Publikation zurGluA1/GluA2 Struktur (open access): Zhang, D., Watson, J.F., Matthews, P.M. et al. Gating and modulation of a hetero-octameric AMPA glutamate receptor. Nature 594, 454–458 (2021). doi: 10.1038/s41586-021-03613-0
    • Die Prinzessin auf der Erbse – Wikipedia Artikel
    • Review zu Glutamat Rezeptoren (open access): Kasper B. Hansen, Lonnie P. Wollmuth, Derek Bowie, Hiro Furukawa, Frank S. Menniti, Alexander I. Sobolevsky, Geoffrey T. Swanson, Sharon A. Swanger, Ingo H. Greger, Terunaga Nakagawa, Chris J. McBain, Vasanthi Jayaraman, Chian-Ming Low, Mark L. Dell’Acqua, Jeffrey S. Diamond, Chad R. Camp, Riley E. Perszyk, Hongjie Yuan and Stephen F. Traynelis. Structure, Function, and Pharmacology of Glutamate Receptor Ion Channels. Pharmacological Reviews; 73 (4), 1469-1658, (2021). doi: 10.1124/pharmrev.120.000131
Der AMPA-Rezeptor besteht aus vier Untereinheiten (Tetramer), die in den Farben Rot, Blau, Gelb und Grün dargestellt sind. Diese Untereinheiten können entweder vier verschiedene Proteine sein, aber es ist auch möglich, dass alle vier gleich sind oder in einer Mischung wie 2:2 oder 3:1 vorkommen. Der gebundene Ligand, Glutamat, ist in Magenta dargestellt; Quelle: Florian Heiser, AG Sun.

Der AMPA-Rezeptor

Signalaufgaben des AMPA

Vermessungen eines Ionenkanals

Logo des Single Molecule Biophysics Course (SMB Course) der HU Berlin.
Logo des Single Molecule Biophysics Course (SMB Course) der HU Berlin; Quelle: Andrew Plesed, AG Cellular Biophysics.

Was wird gemessen

Andrews Werdegang

Andrews Lieblingsmolekül

Struktur von Isofluran.
Struktur von Isofluran; Quelle: Benrr101, Public domain, via Wikimedia Commons.

Wir bedanken uns ganz herzlich bei  Prof. Dr. Andrew Plested für die Zeit und den Erläuterungen zu seinem Forschungsgebiet.

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Bernd Rupp
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Prof. Dr. Andrew Plested
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