Hipótesis glutamatérgica de la esquizofrenia: mecanismos moleculares del transporte de glicina en las sinapsis glutamatérgicas

Resumen

Durante los últimos años, se han obtenido evidencias que relacionan la hipofunción del receptor de glutamato tipo NMDA (NMDAR) con la esquizofrenia. Los receptores NMDA necesitan para su estimulación la unión conjunta tanto de glutamato como de glicina, ya que ambos poseen en el receptor un sitio de unión específico. Puesto que la inhibición farmacológica de GLYT1 aumenta los niveles de glicina en los alrededores del receptor de glutamato tipo NMDA estimulando su función, el transportador de glicina GLYT1 representa una de las dianas terapéuticas más prometedoras para el desarrollo de nuevos fármacos antipsicóticos. Previamente hemos demostrado que GLYT1 se encuentra físicamente asociado con NMDAR a través de la proteína de adaptadora PSD-95 en neuronas glutamatérgicas. El objetivo de este trabajo se centra en el estudio de la interacción de GLYT1 con otras proteínas, especialmente con aquellas que también interaccionan con el receptor de glutamato tipo NMDA. Hemos encontrado que GLYT1 interacciona con el tricomplejo heterotrimérico Mint-MALS-CASK. Este complejo está implicado en el transporte polarizado del receptor del glutamato tipo NMDA al terminal postsináptico. Puesto que GLYT1 interacciona simultáneamente con NMDAR y con el complejo Mint-MALS-CASK, proponemos que NMDAR y GLYT1 son cotransportados al terminal sináptico, así en todo momento NMDAR puede ser regulado por GLYT1. Estos resultados refuerzan la importancia de GLYT1 en la regulación de NMDAR y su potencial como blanco de acción de fármacos antipsicóticos.

Palabras clave: Tráfico intracelular.—NMDAR.—Dominios PDZ.—Interacción proteína-proteína.

Abstract

During the last few years, evidence has been obtained for a relationship between hypofunction of the NMDA type of glutamate receptor and schizophrenia. The glycine binding site on NMDAR and the glycine transporter GLYT1 represent some of the most promising therapeutic targets for developing new anti-schizophrenic drugs. Pharmacological inhibition of GLYT1 increases glycine levels in the surrounding of NMDAR and stimulates its function. Previous studies performed indicated that GLYT1 is physically associated with NMDAR, through the scaffolding protein PSD-95, due to the common interaction of both GLYT1 and NMDAR with PDZ domains of PSD-95. The objective of this research was centred on the study of the interaction of GLYT1 with other PDZ proteins, in special those that also interact with NMDAR. Particularly, we were interested the heteromeric tricomplex Mint-MALS-CASK. We analyzed the structural basis of these interactions and the functional consequence on GLYT1 in aspects such as the intracellular traffic, the turnover on the cell surface and the inclusion in specific microdomains of the membrane. In this way we analyzed the possible existence of common steps in GLYT1 and NMDAR processing. To do that we used molecular and cellular biology techniques, such as cotransfections in cellular systems of DNA constructs obtained by site directed mutagenesis and immunoprecipitations.

Keywords: Intracellular traffic.—NMDAR.—PDZ domains.—Protein-protein interactions.