Refine
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- yes (3)
Document Type
- Journal article (2)
- Doctoral Thesis (1)
Keywords
- artemisinin (3) (remove)
Institute
γ-Aminobutyric acid type A receptors (GABAARs) mediate the majority of fast synaptic inhibition in the central nervous system (CNS). GABAARs belong to the Cys-loop superfamily of pentameric ligand-gated ion channels (pLGIC) and are assembled from 19 different subunits. As dysfunctional GABAergic neurotransmission manifests itself in neurodevelopmental disorders including epilepsy and anxiety, GABAARs are key drug targets. The majority of synaptic GABAARs are anchored at the inhibitory postsynaptic membrane by the principal scaffolding protein gephyrin, which acts as the central organizer in maintaining the architecture of the inhibitory postsynaptic density (iPSD). This interaction is mediated by the long intracellular loop located in between transmembrane helices 3 and 4 (M3–M4 loop) of the receptors and a universal receptor-binding pocket residing in the C-terminal domain of gephyrin. In 2014, the crystal structure of the β3-homopentameric GABAAR provided crucial information regarding the architecture of the receptor; however, an understanding of the structure and assembly of heteropentameric receptors at the atomic level was lacking. This review article will highlight recent advances in understanding the structure of heteropentameric synaptic GABAARs and how these structures have provided fundamental insights into the assembly of these multi-subunit receptors as well as their modulation by diverse ligands including the physiological agonist GABA. We will further discuss the role of gephyrin in the anchoring of synaptic GABAARs and glycine receptors (GlyRs), which are crucial for maintaining the architecture of the iPSD. Finally, we will also summarize how anti-malarial artemisinin drugs modulate gephyrin-mediated inhibitory neurotransmission.
Structure of heteropentameric GABA\(_A\) receptors and receptor-anchoring properties of gephyrin
(2019)
γ-Aminobutyric acid type A receptors (GABA\(_A\)Rs) mediate the majority of fast synaptic inhibition in the central nervous system (CNS). GABA\(_A\)Rs belong to the Cys-loop superfamily of pentameric ligand-gated ion channels (pLGIC) and are assembled from 19 different subunits. As dysfunctional GABAergic neurotransmission manifests itself in neurodevelopmental disorders including epilepsy and anxiety, GABA\(_A\)Rs are key drug targets. The majority of synaptic GABA\(_A\)Rs are anchored at the inhibitory postsynaptic membrane by the principal scaffolding protein gephyrin, which acts as the central organizer in maintaining the architecture of the inhibitory postsynaptic density (iPSD). This interaction is mediated by the long intracellular loop located in between transmembrane helices 3 and 4 (M3–M4 loop) of the receptors and a universal receptor-binding pocket residing in the C-terminal domain of gephyrin. In 2014, the crystal structure of the β3-homopentameric GABA\(_A\)R provided crucial information regarding the architecture of the receptor; however, an understanding of the structure and assembly of heteropentameric receptors at the atomic level was lacking. This review article will highlight recent advances in understanding the structure of heteropentameric synaptic GABA\(_A\)Rs and how these structures have provided fundamental insights into the assembly of these multi-subunit receptors as well as their modulation by diverse ligands including the physiological agonist GABA. We will further discuss the role of gephyrin in the anchoring of synaptic GABA\(_A\)Rs and glycine receptors (GlyRs), which are crucial for maintaining the architecture of the iPSD. Finally, we will also summarize how anti-malarial artemisinin drugs modulate gephyrin-mediated inhibitory neurotransmission.
Im Rahmen der Zusammenarbeit des Missionsärztlichen Instituts in Würzburg mit dem Sacred Heart Hospital (Nigeria) wurden vor Ort im Hinblick auf das Problem der Arzneimittelfälschungen in Nigeria und dem Auftreten von einzelnen Resistenzen gegen Artemisinin-Derivate Untersuchungen bezüglich der aktuellen Situation im Kampf gegen Malaria im Großraum Abeokuta durchgeführt. Der Kenntnisstand über Malaria und das Gesundheitsverhalten einer für die nigerianische Bevölkerung möglichst repräsentativen Probandengruppe (n=100) wurden mithilfe eines Fragebogens erfasst. Ebenfalls mithilfe eines Fragebogens wurden die Therapiestrategien der einheimischen Ärzte (n=34) gegen Malaria untersucht und die Verfügbarkeit und Qualität von Artemisinin- Derivaten im Untersuchungsgebiet durch den Erwerb von Medikamenten-Samples (n=29) und anschließende Labortests überprüft. Die Befragung der Bevölkerung ergab, dass Wissen bezüglich der Ursachen, Symptome und Prävention der Malaria durchaus vorhanden ist, wobei große Unterschiede abhängig vom Bildungsstand bestanden. Vor allem ältere Menschen verfügten über wesentlich geringere Schulbildung und verließen sich deshalb sehr viel mehr auf die traditionelle Medizin. Darüber hinaus war eine oftmalige Bagatellisierung der Malaria auffällig, weshalb viele Probanden (53%) sich im Krankheitsfall gegen das Aufsuchen eines Krankenhauses entschieden. Die Befragung bezüglich der Therapiestrategien der einheimischen Ärzte zeigte, dass die Richtlinien der WHO bezüglich der Verwendung von ACT offensichtlich optimal angenommen und angewandt werden. Als mögliches Problem stellte sich die von 76,7% der Ärzte nur selten angewandte Labordiagnostik dar, eine Tatsache, die Fehldiagnosen begünstigt. Bei der Testung der Medikamente erwiesen sich 14,3% der Proben als minderwertig oder sogar gefälscht, was offiziellen Angaben entspricht. Zudem handelte es sich bei 37,9% der Arzneimittelproben um Monopräparate, was im Hinblick auf Resistenzbildung mehr als bedenklich ist. Diese Resultate weisen darauf hin, dass im Südwesten Nigerias die Malaria-Problematik noch immer nicht adäquat gelöst ist. Immer noch erhalten viel zu wenige Menschen eine optimale Therapie, was zu einem großen Teil an fehlendem Wissen und damit verbundenem falschem Gesundheitsverhalten, an dem großen Einfluss der traditionellen Medizin und an der Präsenz von gefälschten, wirkungslosen Arzneimitteln auf dem Markt liegt.