Ionotropní glutamátové receptory NMDA typu hrají podstatnou roli v procesu synaptické plasticity, která je základem učení a paměti. Změna spojení mezi neurony je důsledkem působení jednak lokálních faktorů v synapsi a jednak celkových faktorů, které zahrnují aktivaci proteinkináz a přenos signálu do buněčného jádra, kde proteinkinázy fosforylují konstitutivně exprimované transkripční faktory, které řídí expresi tzv. genů časné odpovědi, z nichž některé jsou samy transkripční faktory a kontrolují expresi dalších cílových genů. Článek prezentuje dosud známé poznatky o mechanizmu přenosu signálu od NMDA receptoru k indukci modelového genu časné odpovědi c-fos, jehož exprese je pod kontrolou několika konstitutivních faktorů, mezi jinými CREB (cAMP-response element binding protein), který musí být fosforylován na kritickém Ser133, aby aktivoval transkripci. Rychlým důsledkem aktivace NMDA receptoru je translokace komplexu Ca2+-kalmodulin do jádra a aktivace Ca2+/kalmodulin dependentní kinázy IV. S pomalejší kinetikou dochází k aktivaci Ras-MAPK (mitogen-activated protein kinase) kinázové kaskády, která je zřejmě v signalizaci do jádra neuronu nejdůležitější a přes jiné specifické signální molekuly integruje i signalizaci využívající Ca2+ nebo cyklický AMP jako druhého posla.

Ionotropic NMDA glutamate receptors play a central role in the process of synaptic plasticity underlying learning and memory. Alteration of neuronal connections results from local effects in the target synapse as well as from the whole-cell factors that encompass activation of protein kinases and signal transduction to the cell nucleus, where the kinases phosphorylate constitutively expressed transcription factors controlling expression of a set of immediate-early genes; some of them, in turn, are themselves transcription factors and regulate expression of further target genes. The article presents some of knowledge accumulated to date, on the mechanism of signal transduction from NMDA receptor to induction of the model immediate-early gene c-fos, whose expression is controlled by several constitutive factors, among them by the CREB (cAMP-response element binding protein), that must be phosphorylated at a critical Ser133, in order to activate transcription. One fast event in response to NMDA receptor activation is translocation of the Ca2+-calmodulin complex to the cell nucleus and activation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV. With slower kinetics, the Ras-MAPK (mitogen-activated protein kinase) kinase cascade is activated, emerging in the signalling to the neuronal nucleus as the most significant pathway, through other specific signalling molecules integrating also signals originally using Ca2+ or cyclic AMP as the second messengers.

1 ústav lékařské chemie a biochemie 1 LF UK Praha

Coupling neuroexcitation and gene expression: signal transduction from NMDA glutamate receptor to the cell nucleus

Spřažení neuroexcitace a genové exprese: přenos signálu od NMDA glutamátového receptoru do buněčného jádra = Coupling neuroexcitation and gene expression: signal transduction from NMDA glutamate receptor to the cell nucleus : Sympozium Společnosti pro biologickou psychiatrii. Jihlava, 25.-27.4.2002. /

Coupling neuroexcitation and gene expression: signal transduction from NMDA glutamate receptor to the cell nucleus : Sympozium Společnosti pro biologickou psychiatrii. Jihlava, 25.-27.4.2002. /

Lit: 49

Souhrn: eng