A Proteomic Analysis Reveals the Interaction of GluK1 Ionotropic Kainate Receptor Subunits with Go Proteins

Los receptores de kainato (KARs) tienen la estructura de los receptores ionotrópicos del glutamato pero, a diferencia de los receptores AMPA y NMDA, KARs pueden activar vias metabotrópicas de señalización (señalización no canónica) además de pasar corriente iónica (señalización canónica). Hasta ahora se han demostrado varios efectos metabotrópicos de los KARs, que incluyen la inhibición de los canales de calcio sensibles al voltaje, la inhibición de la liberación de glutamato y GABA y la inhibición de una posthiperpolarización lenta (IAHP) involucrada en la regulación de la excitabiliad neuronal. Todos estos efectos son bloqueados por la toxina pertúsica e implican la activación de la fosfolipasa C, sugiriendo que están mediadas por proteínas G. Cómo los KARs activan estas proteínas G sigue siendo una incógnita.

Para responder a esta pregunta, Rutkowska-Wlodarczyk y cols ha realizado un análisis proteómico a partir homogenados de cerebro de ratón para identificar proteínas que interactúan con la porción c-terminal intracelular de GluK1b, una subunidad de los KARs. Encontraron 22 proteínas que específicamente interactuaban con GluK1b, incluyendo la subunidad α de la proteína Go. Cuando GluK1b y Gαo se coexpresaron en células de neuroblastoma, ambas proteínas se encontraron parcialmente colocalizadas. Además, se obseroe la reconstitución de la fluorescencia cuando las células fueron transfectadas con los fragmentos C y N-terminal no fluorescentes de una proteína fluorescente fusionada a Gαo y GluK1b, respectivamente, lo que indicó que Gαo y GluK1b interaccionan in vivo. En experimentos adicionales usando técnicas de transferencia resonante de energía demostraron que el glutamato active la Proteina G en las células HEK que expresan GluK1b. Finalmente, la reducción de la IAHP inducida por kainato en neuronas disociadas del ganglio de la raíz dorsal (DRG) fue abolida tras la abolición de la function de GluK1, pero no la de GluK5, la otra subunidad de los KAR expresada en estas células.

Estos datos sugieren fuertemente que la interacción directa entre GluK1b y Gαo subyace a la señalización no canonica de los receptors de kainato y clarifica los mecanismos de transmisión sináptica y modulación mediada por estos receptores en el sistema nervioso.