AMPA 受体(α-
氨基-3-羟基-5-甲基-4-
异恶唑丙酸受体,AMPAR)介导
中枢神经系统快速
兴奋性突触传递,其在
突触后膜的动态表达与
长时程增强(Long-term potentiation,LTP)、
长时程抑制(Long-term depression,LTD)的诱发和维持有关,参与调节学习、记忆活动。AMPAR在
β-淀粉样蛋白作用下的过度
胞吞和裂解致其在
突触后膜缺失,可致突触损伤和功能障碍,与
阿尔茨海默病早期
认知障碍密切相关。AMPAR还参与
谷氨酸介导的
兴奋性损伤,Ca2+
通透性AMPAR亚型的过度
激活能导致阿尔茨海默病
神经元的功能障碍甚至死亡。此外,AMPAR还参与
tau蛋白的异常磷酸化及
神经原纤维缠结的形成。因而突触后膜AMPA受体数目和功能异常可能是导致
阿尔兹海默病发生的重要环节。
AMPA受体是由GluR1-4 (GluRA-D) 4个
亚基组成的四异聚体,其形成起始于
粗面内质网各个亚基的合成,每个亚基都有1个大的
N端、3个
跨膜区域、1个形成孔的
发夹结构和1个位于胞质侧的
C端。成年海马AMPA受体主要由GluR1和
GluR2或GluR2和 GluR3所组成的异聚体构成,而GluR1和GluR2组成的受体只存在于幼年海马和其他成熟
脑区[2 ]尽管各个亚基的胞外结构和跨膜区非常相似,但他们的胞质侧C端却不尽相同,GluR1, GluR4 和少见的GluR2L 相似,有较长的 C端,而多见的 GluR2, GluR3和少见的GluR4c具有较短的 C端,各个亚基通过 C端和不同的
胞内蛋白相互作用
突触后致密区(postsynaptic density zone ,PDZ)是
突触后膜结构的骨架成分,大量不同类型的细胞实验已证明
突触后致密区在将
膜蛋白定向或聚集到特定
亚细胞区域的过程中发挥着重要作用。多数 AMPA 受体反应蛋白有相应的单一或多元 PDZ。目前已知,GluR1对应经典的ⅠPDZ配体, 而GluR2/GluR3和GluR4c 对应经典的ⅡPDZ 配基。由于GluR4 和GluR2L 的 C端有多种形式,所以它们是否与经典的 PDZ区域蛋白反应尚不清楚。四聚体的 AMPA受体由相应的 4 个亚基交互排列围绕形成受体通道[3 ],其主要功能是介导 Na+和 K+及少量 Ca2+
内流。其中,限制通道
钙离子电导的主要因素——GluR2在受体运动早期位于
粗面内质网内部,而控制GluR2移出粗面内质网的结构成分位于胞质侧的 C端和
发夹结构形成的孔顶端。另外,在到达
突触之前,四聚体要在
高尔基体进行
糖基化反应。
近年来,静寂
突触的存在和LTP过程中 AMPA受体快速的突触插入已被大量实验证实,而产生这一现象的重要前提是在突触附近存在可被利用的非突触 AMPA 受体池。用
显微技术观察
谷氨酸受体在突触及突触附近的分布发现,除突触膜上存在有突触性的AMPA受体外,在
树突的表面和
胞质中也存在大量的非突触性 AMPA 受体。
而且 ,非突触性AMPA受体数目要远远多于突触性AMPA受体。用胶体金技术研究表明,在海马 CA1 区
锥体细胞突触膜上,
NMDA受体远比AMPA受体的分布广泛。