Informatie

Hoe weten we dat selectieve agonisten inderdaad selectief zijn?


Stel dat we weten dat verbinding X a . is selectief agonist van receptor Y, wat betekent dat het alleen deze receptor Y bindt en geen andere. Maar hoe weten we dat het niet aan een andere receptor bindt? Ik veronderstel dat het screenen op de bindingssterkte van een bepaald ligand aan alle bekende receptoren erg vervelend en niet haalbaar zou zijn.


Helaas is het in de algemene zin erg moeilijk. Zelfs voor door de FDA goedgekeurde geneesmiddelen met goed gekarakteriseerde werkingsmechanismen zijn de bindingsprofielen onvolledig.

Voor GPCR's kunt u uw verbinding(en) uitvoeren tegen een volledig panel van vele GPCR's. De PDSP (Roth Lab) kan bijvoorbeeld testen op binding tegen meerdere GPRC's met behulp van radioligandbindingsassays. Zie: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23235874/, met name figuur 2. De meeste receptorbindingstesten zijn competitief, wat betekent dat ze de verdringing van bekende liganden detecteren. Dit is inherent beperkt omdat uw verbinding aan een andere site kan binden - zelfs een nieuwe site.

Je zult zien dat in figuur 2 de GABAA-receptor opvallend ontbrak. Een van de redenen is dat binding subeenheid-specifiek is, wat een andere complicatie is - veel receptoren zijn oligomeren en het is vaak moeilijk om ze voor te bereiden op de testen.

Voor veel bekende enzymen zijn er specifieke activiteitstesten beschikbaar. Deze meten het niveau van een reactieproduct (vaak door fluorescentie). Dit sluit natuurlijk binding zonder activiteit niet uit, en deze testen zijn niet voor alle enzymen beschikbaar.

Een andere klasse van testen meet veranderingen in potentiaal over een membraan. Bijvoorbeeld de FLIPR-assay voor GABAA-receptoren (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31127604/). Deze zijn meestal erg tijdrovend en duur, ze zijn beperkt in het aantal receptoren en ze kunnen natuurlijk geen binding detecteren zonder activiteit.

Als laatste redmiddel kunt u pull-down-assays gebruiken. Een van de populaire methoden is immunoprecipitatie (IP). U maakt een antilichaam dat selectief is voor uw verbinding en gebruikt om te verknopen met elk eiwit waaraan uw verbinding zou kunnen binden. Dan worden deze eiwitten eruit gehaald met je verbinding. Deze zijn over het algemeen erg tijdrovend en duur, en ze kunnen veel aanpassingen vergen. En natuurlijk zullen ze niet alle eiwitten detecteren waaraan uw verbinding zou kunnen binden.

Het is momenteel onmogelijk om aan te tonen dat een verbinding volledig selectief is. Om aan te tonen dat het "waarschijnlijk" zeer selectief is, kunt u verwachten dat u een jaar of langer voor één verbinding investeert.

Maar! Om een ​​eerste poging te wagen, kunt u de commerciële tests bekijken die worden aangeboden door Eurofin (ex https://www.eurofinsdiscoveryservices.com/cms/cms-content/services/in-vitro-assays/gpcrs/binding/). Ze hebben een GPCR-panel en een aantal activiteitstesten. Helaas zijn hun diensten vrij duur.


Ontdekking en karakterisering van nieuwe CXCR4-receptoragonisten en -antagonisten met kleine moleculen

De chemokine CXCL12 (SDF-1) en zijn verwante receptor CXCR4 zijn betrokken bij een groot aantal fysiologische processen, waaronder HIV-1-infectie, ontsteking, tumorigenese, stamcelmigratie en auto-immuunziekten. Hoewel eerdere inspanningen een aantal CXCR4-antagonisten hebben geïdentificeerd, zijn er geen kleine molecuulagonisten gerapporteerd. Hierin beschrijven we de identificatie van een nieuwe reeks CXCR4-modulatoren, waaronder de eerste kleine moleculen die agonistisch gedrag vertonen tegen deze receptor, met behulp van een combinatie van op structuur en ligand gebaseerde virtuele screening. Deze agonisten produceren een robuuste calciummobilisatie in menselijke melanoomcellijnen die kunnen worden geblokkeerd door de CXCR4-selectieve antagonist AMD3100. We demonstreren ook het vermogen van deze nieuwe agonisten om internalisatie van de receptor, ERK-activering en chemotaxis te induceren, allemaal kenmerken van CXCR4-activering. Onze resultaten beschrijven een nieuwe reeks biologisch relevante kleine moleculen die verdere studie van de CXCR4-receptor mogelijk zullen maken en die kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapieën.


Wat zijn β-adrenoceptoren?

De β-adrenoceptor is een celmembraan-omspannende receptor, met ten minste drie subtypes. β1-adrenoceptoren zijn grotendeels hart, terwijl
β2 receptoren worden gevonden in de longen, lever, vaatweefsel en baarmoederspieren. Binnen de long,
β2-adrenoceptoren bevinden zich grotendeels op gladde spieren van de luchtwegen, maar bevinden zich ook op type II pneumocyten, epitheel- en endotheelcellen en mestcellen. β2-adrenoceptoren mediëren hun werking door aan G-eiwit gekoppelde adenylaatcyclase-activering, verhoogde cAMP en de remming van calciumafgifte uit intracellulaire winkels, wat uiteindelijk leidt tot relaxatie van gladde spieren en bronchodilatatie (figuur 1). Niets is echter zo eenvoudig in de biologie, en er zijn andere mechanismen in het spel die ook de effecten van . bemiddelen2-agonisten. Salbutamol, de archetypische luchtwegen2-agonist, werkt ook op cardiale1-adrenoceptoren, en induceert daarom ook tachycardie.

Vereenvoudigd diagram om het werkingsmechanisme van de β . te illustreren2-receptor. De aan G-eiwit gekoppelde receptor wordt geactiveerd door agonistbinding, wat leidt tot omzetting van ATP in cAMP door adenylylcyclase en stroomafwaartse remming van intracellulaire calciumafgifte en daaropvolgende ontspanning van de bronchiale gladde spieren. Figuur gemaakt met BioRender.com


Hoe fyto-oestrogenen anti-oestrogene effecten kunnen hebben?

Toen uit het onderzoek van het Women's Health Initiative bleek dat vrouwen in de menopauze die hormoonvervangende therapie kregen "meer borstkanker, hart- en vaatziekten en algemene schade" hadden, werd er opgeroepen tot veiligere alternatieven. Ja, het Women's Health Initiative ontdekte dat oestrogeen positieve effecten heeft, zoals het verminderen van menopauzale symptomen, het verbeteren van de gezondheid van de botten en het verminderen van het risico op heupfracturen, maar er werden ook negatieve effecten gevonden, zoals het verhogen van de bloedstolsels in het hart, de hersenen en longen en borstkanker.

In het ideale geval hebben we, om het beste van twee werelden te krijgen, een zogenaamde selectieve oestrogeenreceptormodulator nodig - iets met pro-oestrogene effecten in sommige weefsels, zoals bot, maar tegelijkertijd anti-oestrogene effecten in andere weefsels zoals de borst. Geneesmiddelenbedrijven proberen deze te maken, maar fyto-oestrogenen, natuurlijke verbindingen in planten, lijken te functioneren als natuurlijke selectieve oestrogeenreceptormodulatoren. Een voorbeeld is genisteïne, dat wordt aangetroffen in sojabonen, dat structureel vergelijkbaar is met oestrogeen. Hoe kan iets dat op oestrogeen lijkt, werken als een anti-oestrogeen?

De oorspronkelijke theorie over hoe soja-fyto-oestrogenen de groei van borstkanker beheersen, is dat ze concurreren met onze eigen oestrogenen voor binding aan de oestrogeenreceptor. Naarmate meer en meer sojaverbindingen in een petrischaaltje op borstkankercellen worden gedruppeld, kan steeds minder oestrogeen zich eraan binden. Het oestrogeenblokkerende vermogen van fyto-oestrogenen kan dus helpen bij het verklaren van hun anti-oestrogene effecten. Hoe verklaren we dan hun pro-oestrogene effecten op andere weefsels zoals botten? Hoe kan soja het op beide manieren hebben?

Het mysterie werd opgelost toen werd ontdekt dat er twee verschillende soorten oestrogeenreceptoren in het lichaam zijn en de manier waarop een doelcel reageert, hangt af van welk type oestrogeenreceptor ze hebben. Het bestaan ​​van deze nieuw ontdekte oestrogeenreceptor, genaamd "oestrogeenreceptor bèta ... om het te onderscheiden van de 'klassieke' oestrogeenreceptor alfa", kan de "sleutel zijn tot het begrijpen van het gezondheidsbeschermende potentieel van soja"-fyto-oestrogenen. En, in tegenstelling tot het eigen oestrogeen van ons lichaam, binden soja-fyto-oestrogenen zich bij voorkeur aan de bèta-receptoren.

Bijvoorbeeld, binnen ongeveer acht uur na het eten van ongeveer een kopje gekookte hele sojabonen, bereikt het genisteïnegehalte in het bloed ongeveer 20 tot 50 nanomol. Dat is hoeveel er door ons lichaam circuleert en onze cellen baadt. Ongeveer de helft is gebonden aan eiwitten in het bloed, dus de effectieve concentratie is ongeveer de helft van de 20 tot 50 nanomol. Wat betekent dat voor de activering van de oestrogeenreceptor?

In mijn video Wie mag geen soja eten?, heb ik een grafiek waarin de mysterieuze gezondheidsvoordelen van sojaproducten worden uitgelegd. Rond de effectieve niveaus die we zouden krijgen door het eten van een kopje sojabonen, is er heel weinig alfa-activering, maar veel bèta-activering. Wat vinden we als we kijken naar waar elk van deze receptoren zich in het menselijk lichaam bevinden? De manier waarop oestrogeenpillen het risico op dodelijke bloedstolsels verhogen, is door: veroorzaken de lever om extra stollingsfactoren te dumpen. Maar Raad eens? De menselijke lever bevat alleen alfa-oestrogeenreceptoren, geen bètareceptoren. Dus misschien kan het een probleem zijn om ongeveer 30 kopjes sojabonen per dag te eten, maar bij de concentraties die we zouden krijgen met normale sojaconsumptie, is het geen wonder dat dit een probleem is met oestrogenen in medicijnen, maar niet met soja-fyto-oestrogenen.

De effecten op de baarmoeder lijken ook uitsluitend te worden gemedieerd door alfa-receptoren, wat vermoedelijk de reden is waarom er geen negatief effect is waargenomen bij soja. Dus, terwijl oestrogeenbevattende geneesmiddelen het risico op endometriumkanker tot tien keer kunnen verhogen, worden fyto-oestrogeenbevattende voedingsmiddelen geassocieerd met significant minder endometriumkanker. In feite worden beschermende effecten gevonden voor dit soort gynaecologische kankers in het algemeen: vrouwen die de meeste soja aten hadden 30 procent minder endometriumkanker en leken hun risico op eierstokkanker bijna te halveren.

Soja-fyto-oestrogenen lijken geen enkel effect te hebben op het baarmoederslijmvlies en kunnen nog steeds een aantal van de 11 meest voorkomende symptomen van de menopauze drastisch verbeteren (zoals samengesteld door de Kupperman Index).

In termen van botgezondheid dragen menselijke botcellen bèta-oestrogeenreceptoren, dus we kunnen verwachten dat soja-fyto-oestrogenen beschermend zijn. En inderdaad, ze lijken "de botmineraaldichtheid aanzienlijk te verhogen", wat consistent is met bevolkingsgegevens die suggereren dat "een hoge consumptie van sojaproducten geassocieerd is met een verhoogde botmassa" Maar kunnen soja-fyto-oestrogenen botverlies voorkomen over tijd?

In een twee jaar durend onderzoek werd sojamelk vergeleken met een transdermale progesteroncrème. De controlegroep verloor in de loop van de twee jaar een aanzienlijke botmineraaldichtheid in hun wervelkolom, maar de progesterongroep verloor aanzienlijk minder dan dat. De groep die twee glazen sojamelk per dag dronk, eindigde echter zelfs nog beter dan toen ze begonnen.

In wat waarschijnlijk de meest robuuste studie tot nu toe is, vergeleken onderzoekers het soja-fyto-oestrogeen genisteïne met een meer traditioneel hormoonvervangingstherapie (HST) regime. Gedurende een jaar verloor de placebogroep in de wervelkolom en heupbotten de botdichtheid, terwijl deze werd gewonnen in zowel de soja-fyto-oestrogeen- als de HRT-oestrogeengroep. De "studie toont duidelijk aan dat genisteïne botverlies voorkomt ... en de vorming van nieuw bot verbetert ... en op zijn beurt een netto toename van botmassa produceert."

De belangrijkste reden waarom we om botmassa geven, is dat we breuken willen voorkomen. Is soja-voedselconsumptie geassocieerd met een lager risico op fracturen? Ja. In feite is een significant lager risico op botbreuken geassocieerd met slechts een enkele portie soja per dag, het equivalent van 5 tot 7 gram soja-eiwit of 20 tot 30 milligram fyto-oestrogenen, dat is ongeveer een kopje sojamelk of, zelfs beter, een portie van een heel sojavoedsel zoals tempeh, edamame of de bonen zelf. We hebben echter geen breukgegevens over sojasupplementen. "Als we de soorten gezondheidsvoordelen willen afleiden die we veronderstellen dat de Aziatische bevolking profiteert van het eten van hele en traditionele sojaproducten", moeten we misschien kijken naar het eten ervan in plaats van onbewezen eiwitpoeders of -pillen te nemen.

Is er iemand die soja moet vermijden? Ja, als u een soja-allergie heeft. Dat is echter niet erg gebruikelijk. Uit een nationaal onderzoek bleek dat slechts ongeveer 1 op de 2.000 mensen een soja-allergie meldt, wat 40 keer minder is dan het meest voorkomende allergeen, zuivelmelk, en ongeveer 10 keer minder dan alle andere veel voorkomende allergenen, zoals vis, eieren, schaaldieren, noten, tarwe of pinda's.

Wat als u een hoog risico loopt op borstkanker? Zien BRCA-genen voor borstkanker en soja

Wat als je al borstkanker hebt? Zien:

Wat als u vleesbomen heeft? Zien Moeten vrouwen met vleesbomen soja vermijden?.

Synthetische oestrogenen die in de veehouderij worden gebruikt, zijn ook een punt van zorg. Voor meer hierover, zie Gebruik van zeranol bij vlees en borstkanker.

in gezondheid,
Michael Greger, MD

PS: als je dat nog niet hebt gedaan, kun je je abonneren op mijn gratis video's hier en bekijk mijn live, year-in-review presentaties:

Michael Greger MD FACLM

Michael Greger, M.D. FACLM, is arts, bestsellerauteur van de New York Times en internationaal erkend professioneel spreker over een aantal belangrijke volksgezondheidskwesties. Dr. Greger heeft een lezing gegeven op de Conference on World Affairs, de National Institutes of Health en de International Bird Flu Summit, getuigde voor het congres, verscheen op The Dr. Oz Show en The Colbert Report, en was uitgenodigd als getuige-deskundige in de verdediging van Oprah Winfrey tijdens het beruchte proces "vleeslaster".

Archieven

Spreken Tour

Spreek Dr. Greger bij tijdens een van zijn live spreekbeurten:

Spreken Tour-update

Gezien het niveau van gerapporteerde overdracht door de gemeenschap en de vooruitzichten om de pandemische curve af te vlakken door onnodige openbare bijeenkomsten te voorkomen, stel ik mijn spreekbeurt uit totdat we een betere greep hebben op de prevalentie en verspreiding nadat voldoende tests zijn voltooid.


MAO-remmers: stopgezette antidepressiva

Er zijn andere MAO-remmers die uit de handel zijn genomen vanwege nadelige bijwerkingen. De meeste stopgezette en problematische MAO-remmers worden geclassificeerd als '8220hydrazinen'. De hydrazinen zijn een groep niet-selectieve MAO-remmers met onomkeerbare remmende eigenschappen. De meeste hydrazines werden in de jaren vijftig en zestig op de markt gebracht, maar werden ingetrokken vanwege leverschade.

  • Benmoxin: Dit was een onomkeerbare niet-selectieve MAOI die in 1967 werd gecreëerd en in heel Europa als antidepressivum werd gebruikt. Het behoorde tot de hydrazine-klasse van geneesmiddelen en werd uiteindelijk van de markt gehaald.
  • Caroxazon (Surodil/Timostenil): Dit is een niet-hydrazine MAOI-medicijn dat zowel op MAO-A als op MAO-B werkte als een reversibele remmer. Toen dit medicijn uitkwam, suggereerde enig onderzoek dat het mogelijk veiliger was dan andere MAO-remmers op de markt. Het beïnvloedde MAO-B tot 5x dat van MAO-A. Het zou uiteindelijk van de farmaceutische markt worden verwijderd.
  • Iproclozide (sursum): Dit was een andere MAO-remmer van de hydrazineklasse met selectieve, onomkeerbare eigenschappen. Het werd uiteindelijk vóór 1980 van de markt gehaald vanwege het feit dat er drie doden vielen. Bij onderzoek werd ontdekt dat dit medicijn leidde tot symptomen van geelzucht gevolgd door acuut leverfalen.
  • Iproniazide: Deze MAOI heeft onomkeerbare en niet-selectieve eigenschappen en is geclassificeerd als een hydrazine. Het werd beschouwd als het eerste antidepressivum dat ooit op de markt werd gebracht, maar is sindsdien wereldwijd stopgezet. Dit medicijn is speciaal ontwikkeld voor tuberculose, maar bleek antidepressieve effecten te hebben bij patiënten die werden behandeld. Het medicijn werd eind jaren vijftig goedgekeurd, maar werd van de markt gehaald als gevolg van leverschade.
  • Mebanazine (Actomol): Dit is een MAOI-medicijn dat in de jaren zestig werd gebruikt voor de behandeling van depressie, maar sindsdien van de markt is gehaald. Het was van de hydrazineklasse en omdat het van de markt is gehaald, is er niet veel gepubliceerd onderzoek over het gebruik ervan.
  • Minaprine (Cantor): Dit is een MAOI-antidepressivum dat tot 1996 in heel Frankrijk werd gebruikt. Het medicijn werkte op MAO-A als een omgekeerde remmer. Het werd uiteindelijk stopgezet als gevolg van het veroorzaken van aanvallen.
  • Niamide (Nialamide): Deze MAO-remmer van de hydrazineklasse functioneerde als een antidepressivum met niet-selectieve en onomkeerbare eigenschappen. Chemisch gezien was dit medicijn vergelijkbaar met Iproniazide als een derivaat van isonicotinezuur. Het werd in 1963 door Pfizer uit de Verenigde Staten, het VK en Canada teruggetrokken als gevolg van het veroorzaken van leverschade.
  • Octamoxine (Ximaol / Nimaol): Dit is een MAO-remmer die is geclassificeerd als een '8220hydrazine'8221 en die onomkeerbare en niet-selectieve remmende eigenschappen bevat. Het werd gebruikt als een behandeling voor depressie, maar werd in de jaren zestig van de markt gehaald.
  • Feniprazine (Catron): Dit is een andere MAO-remmer van de hydrazineklasse die onomkeerbare en niet-selectieve remmende eigenschappen heeft. Het werd in de jaren zestig gebruikt om depressie te behandelen en werd in sommige gevallen voorgeschreven voor schizofrenie. Verschillende bijwerkingen geassocieerd met dit medicijn omvatten: oogbeschadiging en geelzucht. Als gevolg hiervan werd het als onveilig beschouwd en van de markt gehaald.
  • Fenoxypropazine (Drazine): Dit medicijn werd in 1961 op de markt gebracht voor de behandeling van depressie. Het werkte als een onomkeerbare MAO-remmer en werd geclassificeerd als een hydrazine. Het werd uiteindelijk vijf jaar na de release stopgezet als gevolg van mogelijke gevallen van leverbeschadiging.
  • Pivalylbenzhydrazine (Tersavid): Dit medicijn werkte als een MAO-remmer met niet-selectieve en onomkeerbare eigenschappen, geclassificeerd als een hydrazine. Gedurende de jaren zestig werd het vaak gebruikt om depressies te behandelen, maar het is sindsdien van de markt gehaald.
  • Safrazin (Safra): Deze MAO-remmer is grotendeels van de wereldmarkt gehaald. Zoals de meeste problematische MAO-remmers, resulteerde het in niet-selectieve, onomkeerbare remmende effecten en werd het geclassificeerd als een hydrazine. Het was een medicijn dat vooral werd gebruikt in de hoogtijdagen van hydrazine-MAOI's in de jaren zestig.

Inzicht in de manier waarop nicotine in de hersenen werkt

Een kleine genetische mutatie is de sleutel om te begrijpen waarom nicotine - dat zich met zo'n verslavende kracht aan hersenreceptoren bindt - vrijwel machteloos is in spiercellen die bezaaid zijn met hetzelfde type receptor. Dat is volgens onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech), die hun bevindingen in het tijdschrift rapporteren Natuur.

Volgens alle rechten zou nicotine ons moeten verlammen of zelfs doden, legt Dennis Dougherty uit, de George Grant Hoag hoogleraar scheikunde aan Caltech en een van de leiders van het onderzoeksteam. De receptor waaraan het zich bindt in de neuronen van de hersenen - een soort acetylcholinereceptor, die ook de neurotransmitter acetylcholine bindt - wordt in grote aantallen aangetroffen in spiercellen. Als nicotine zich met die cellen zou binden, zou het ervoor zorgen dat de spieren met zo'n kracht samentrekken dat de reactie waarschijnlijk dodelijk zou zijn.

Gezien de gegevens over roken is dat natuurlijk niet het geval. De vraag is al lang: waarom niet?

"Het is een chemisch mysterie", geeft Dougherty toe. "We wisten dat hier iets subtiels aan de hand moest zijn, maar we wisten niet precies wat."

Die subtiliteit, zo blijkt, ligt in de kleine aanpassing van de structuur van de acetylcholinereceptor in spiercellen versus de structuur in hersencellen.

De vorm van de acetylcholinereceptor en de manier waarop de chemicaliën die zich eraan binden zich verwringen om in die receptor te passen, wordt bepaald door een aantal verschillende zwakke chemische interacties. Misschien wel het belangrijkste is een interactie die Dougherty 'ondergewaardeerd' noemt - de kation-&pi-interactie, waarin een positief geladen ion en een elektronenrijk &pi-systeem samenkomen.

Eind jaren negentig hadden Dougherty en collega's aangetoond dat de kation-&pi-interactie inderdaad een belangrijk onderdeel is van het vermogen van acetylcholine om zich te binden aan de acetylcholinereceptoren in spieren. "We gingen ervan uit dat de lading van nicotine ervoor zou zorgen dat het hetzelfde zou doen, om dezelfde soort sterke interactie te hebben die acetylcholine heeft", zegt Dougherty. "Maar we ontdekten dat dat niet het geval was."

Dit zou verklaren waarom roken ons niet verlamt als de nicotine niet in de acetylcholinereceptoren van de spier kan komen, het kan er niet voor zorgen dat de spieren samentrekken.

Maar hoe werkt nicotine dan zijn verslavende magie op de hersenen?

Het duurde nog een decennium voordat de wetenschappers konden zien wat er gebeurt in de acetylcholinereceptoren van hersencellen wanneer nicotine op het toneel verschijnt. Het blijkt dat nicotine in hersencellen, in tegenstelling tot spiercellen, exact dezelfde soort sterke kation-&pi-interactie maakt als acetylcholine in zowel hersen- als spiercellen.

"Bovendien," merkt Dougherty op, "vonden we dat nicotine een sterke waterstofbinding maakt in de acetylcholinereceptoren van de hersenen. Deze zelfde waterstofbinding, in de receptoren in spiercellen, is zwak."

De oorzaak van dit verschil in bindingskracht, zegt Dougherty, is een enkele puntmutatie die optreedt in de receptor nabij het belangrijkste tryptofaan-aminozuur dat de kation-&pi-interactie veroorzaakt. "Deze ene mutatie betekent dat nicotine in de hersenen veel dichter bij deze ene tryptofaan kan komen dan in spiercellen", legt hij uit. "En dat is wat de nicotine in staat stelt om de sterke kation-&pi-interactie te maken."

Dougherty zegt dat de beste manier om deze verandering te visualiseren is om de receptor te zien als een doos met één open kant. "In spiercellen is deze doos enigszins vervormd, zodat de nicotine niet bij de tryptofaan kan komen", zegt hij. "Maar in de hersenen is de doos subtiel hervormd. Dat is het ding: het is de vorm, niet de samenstelling, van de doos die verandert. Hierdoor kan de nicotine sterke interacties maken, om erg krachtig te worden. Met andere woorden, het is wat zorgt ervoor dat nicotine verslavend is in de hersenen."

"Verschillende projecten in onze laboratoria komen samen op de moleculaire en cellulaire mechanismen van de veranderingen die optreden wanneer de hersenen herhaaldelijk worden blootgesteld aan nicotine", voegt studieco-auteur Henry Lester, de Bren-hoogleraar biologie aan Caltech, toe. "We denken dat de belangrijke gebeurtenissen beginnen met de nogal strakke en selectieve interactie tussen nicotine en bepaalde receptoren in de hersenen. Deze Nature-paper leert ons hoe deze interactie plaatsvindt, op een ongekend niveau van resolutie."

Dougherty merkt op dat deze bevindingen op een dag kunnen leiden tot betere medicijnen om nicotineverslaving en andere neurologische aandoeningen te bestrijden. "De receptor die we in dit artikel beschrijven, is een belangrijk doelwit voor geneesmiddelen", zegt hij. "Het kan farmaceutische bedrijven helpen een beter medicijn dan nicotine te ontwikkelen om de goede dingen te doen die nicotine doet - de cognitie verbeteren, de aandacht vergroten - zonder verslavend en giftig te zijn."

Het onderzoek werd ondersteund door de National Institutes of Health en het California Tobacco-Related Disease Research Program van de University of California. Naast Dougherty en Lester, zijn onder meer Xinan Xiu, een voormalig afgestudeerde Caltech-student, en huidige afgestudeerde studenten Nyssa Puskar en Jai Shanata de co-auteurs van de paper. Shanata's werk aan dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door een opleidingsbeurs van de National Research Service Award.

Verhaalbron:

Materialen geleverd door California Institute of Technology. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Haylen BT, de Ridder D, Freeman RM, Swift SE, Berghmans B, Lee J, Monga A, Petri E, Rizk DE, Sand PK, Schaer GN (2010) An International Urogynecological Association (IUGA)/International Continence Society (ICS) gezamenlijk rapport over de terminologie voor vrouwelijke bekkenbodemdisfunctie. Int Urogynecol J 21(1):5–26

Irwin DE, Milsom I, Hunskaar S, Coyne K, Kelleher C, Hampel C et al (2006) Populatiegebaseerd onderzoek naar urine-incontinentie, overactieve blaas en andere lagere urinewegsymptomen in vijf landen: resultaten van de EPIC-studie. Eur Urol 50:1306–1314

Coyne KS, Sexton CC, Kopp ZS, Ebel-Bitoun C, Milsom I, Chapple C (2011) De impact van een overactieve blaas op de geestelijke gezondheid, arbeidsproductiviteit en gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven in het VK en Zweden: resultaten van EpiLUTS. BJU Int 108:1459-1471

Murphy AM, Krlin RM, Goldman HB (2013) Behandeling van een overactieve blaas: wat staat er aan de horizon? Int Urogynecol J 24(1):5–13

Andersson KE (1993) Farmacologie van gladde spieren van de lagere urinewegen en erectiele weefsels van de penis. Pharmacol Rev 45:253-308

Michel MC, Vrydag W (2006) Alfa1-, alfa2- en bèta-adrenoceptoren in de urineblaas, urethra en prostaat. Br J Pharmacol 147 (suppl 2): ​​S88-S119

Andersson KE, Arner A (2004) Samentrekking en ontspanning van de urineblaas: fysiologie en pathofysiologie. Fysiol Openbaring 84:935-986

Otsuka A, Shinbo H, Matsumoto R, Kurita Y, Ozono S (2008) Expressie en functionele rol van bèta-adrenoceptoren in het urotheel van de urineblaas van de mens. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 377:473-481

Igawa Y, Yamazaki Y, Takeda H et al (1999) Functioneel en moleculair biologisch bewijs voor een mogelijke bèta3-adrenoceptor in de menselijke detrusorspier. BrJ Pharmacol 126:819-825

Badawi JK, Seja T, Uecelehan H, Honeck P, Kwon ST, Bross S et al (2007) Ontspanning van menselijke detrusorspier door selectieve bèta-2- en bèta-3-agonisten en endogene catecholamines. Urologie 69:785-790

Leon LA, Hoffman BE, Gardner SD, Laping NJ, Evans C, Lashinger ES et al (2008) Effecten van de bèta-3-adrenerge receptoragonist dinatrium 5-[(2R)-2-[[(2R)-2-( 3-chloorfenyl)-2-hydroxyethyl]amino]propyl],3-benzodioxol-2,2-dicarboxylaat (CL-316243) op blaasmictiereflex bij spontaan hypertensieve ratten. J Pharmacol Exp Ther 326:178–185

Uchida H, Shishido K, Nomiya M, Yamaguchi O (2005) Betrokkenheid van cyclische AMP-afhankelijke en -onafhankelijke mechanismen bij de ontspanning van rattendetrusorspier via bèta-adrenoceptoren. Eur J Pharmacol 518:195-202

Frazier EP, Peters SL, Braverman AS, Ruggieri MR Sr, Michel MC (2008) Signaaltransductie die ten grondslag ligt aan de controle van de gladde spiertonus van de urineblaas door muscarinereceptoren en bèta-adrenoceptoren. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 377:449-462

Takemoto J, Masumiya H, Nunoki K, Sato T, Nakagawa H, Ikeda Y et al (2008) Versterking van kaliumstromen door bèta-adrenoceptoragonisten in gladde spiercellen van de menselijke urineblaas: een mogelijk elektrisch mechanisme van ontspanning. Farmacologie 81:251-258

Hristov KL, Cui X, Brown SM, Liu L, Kellett WF, Petkov GV et al (2008) Stimulatie van bèta3-adrenoceptoren ontspant de gladde spieren van de urineblaas van de rat via activering van de Ca2+ −-geactiveerde K+-kanalen met grote geleiding. Am J Physiol Cell Physiol 295:1344-1353

Takasu T, Ukai M, Sato S, Matsui T, Nagase I, Maruyama T et al (2007) Effect van (R)-[2-(2-aminothiazool-4-yl)-4′-2-[(2-hydroxy -2-fenylethyl)-amino]ethyl] acetanilide (YM178), een nieuwe selectieve bèta3-adrenoceptoragonist, op de blaasfunctie. J Pharmacol Exp Ther 321:642–647

Noguchi Y, Someya A, Ukai M (2009) Effecten van mirabegron (YM178) op niet-mictiecontracties in de blaas van bewuste ratten met obstructie van de blaasuitgang (BOO). J Urol [verloop van de jaarlijkse vergadering van de American Urological Association (AUA) (25-30 april 2009, Chicago)] 181(4, suppl.): Samenvatting 25

Gillespie J, Guilloteau V, Korstanje C, Lluel P, Palea S (2012) Modulatie van niet-ledigingsactiviteit door de muscarinerge antagonist tolterodine en de β (3) -adrenoceptoragonist mirabegron bij bewuste ratten met gedeeltelijke uitstroomobstructie. BJU Int 110 (2 Pt 2): E132–E142

Someya A, Ukai M, Yanai H (2010) Mirabegron (YM178), een nieuwe bèta3-adrenoceptor (AR) -agonist, verhoogde functionele blaascapaciteit en verminderde mictiefrequentie bij bewuste met water beladen cynomolgus-apen. Eur Urol Suppl [Verhandelingen van het 25e congres van de Europese Vereniging van Urologen (16-20 april 2010, Barcelona)] 9(2): Samenvatting 266

Hicks A, McCafferty GP, Riedel E, Aiyar N, Pullen M, Evans C et al (2007) GW427353 (solabegron), een nieuwe, selectieve bèta3-adrenerge receptoragonist, roept blaasontspanning op en verhoogt de mictiereflexdrempel bij de hond. J Pharmacol Exp Ther 323:202-209

Aizawa N, Homma Y, Igawa Y (2011) Effecten van mirabegron (YM178), een nieuwe bèta3-adrenoceptoragonist, op de primaire blaasafferente activiteit van de rat. Neurourol Urodyn [Verhandelingen van de 41e jaarlijkse bijeenkomst van de International Continence Society (29 augustus - 2 september 2011, Glasgow)] 30 (6): Samenvatting 154

Ursino MG, Vasina V, Raschi E, Crema F, De Ponti F (2009) De bèta3-adrenoceptor als een therapeutisch doelwit: huidige perspectieven. Pharmacol Res 59:221–234

Arner P, Hoffstedt J (1999) Adrenoceptor-genen bij obesitas bij de mens. J Stagiair Med 245:667–672

Honda K, Nomiya M, Shishido K (2006) Mutatie van bèta3-adrenocepor-gen: een genetische marker voor een overactieve blaas. Neurourol Urodyn 25 (suppl):652

Krauwinkel WJ, van Gelderen EM, Groen MJ, Schaddelee M, de Koning P (2010) Een open-label, één-sequentie cross-over studie om het effect van meerdere doses mirabegron op de farmacokinetiek van het CYP2D6-substraat desipramine bij gezonde proefpersonen te evalueren. Clin Pharmacol Ther [Proceeds of 111e jaarlijkse bijeenkomst van de American Society of Clinical Pharmacology and Therapeutics (ASCPT) (17-20 maart, Atlanta)] 87 (suppl. 1): Samenvatting PIII-65

Veltkamp S, Gelderen M, Schaddelee M, Krauwinkel W, Koning P (2009) Klinisch onderzoek naar de farmacokinetische, farmacodynamische en veiligheidsinteractie van de nieuwe bèta3-adrenoceptoragonist mirabegron en metformine bij gezonde proefpersonen. Basic Clin Pharmacol Toxicol [Proceeds of 9th Congress of the European Association of Clinical Pharmacology and Therapeutics (EACPT) (12-15 juli 2009, Edinburgh)] 105 (suppl. 1): Samenvatting WP107

Sawamoto T, Lee J, Alak A (2011) Fase I, open-label, geneesmiddelinteractieonderzoek om het effect van meerdere doses ketoconazol op een enkelvoudige dosis mirabegron (YM178) oraal gecontroleerd absorptiesysteem (OCAS) bij gezonde volwassen proefpersonen te evalueren. Clin Pharmacol Ther [112e jaarlijkse bijeenkomst van de American Society of Clinical Pharmacology and Therapeutics (2-5 maart 2011, Dallas)] 89 (suppl. 1): Samenvatting PI-43

Sawamoto T, Lee J, Cao Y (2011) Fase I, open-label, geneesmiddelinteractieonderzoek om het effect van herhaalde doses rifampicine op de farmacokinetiek van een enkele dosis mirabegron (YM178) bij gezonde volwassen proefpersonen te evalueren. Clin Pharmacol Ther [Proceeds of 112th Annual Meeting of the American Society of Clinical Pharmacology and Therapeutics (2-5 maart 2011, Dallas)] 89 (suppl. 1): Samenvatting PI-44

Chapple C, Dvorak V, Radziszewski P, Van Kerrebroeck P, Wyndaele JJ, Bosman B, Boerrigter P, Drogendijk T, ridder A, Van Der Putten-Slob I, Yamaguchi O, namens de Dragon Investigator Group (2013) A phase II dosisbereikstudie van mirabegron bij patiënten met een overactieve blaas. Int Urogynecol J. Mars 8 (Epub voor druk)

Khullar V, Amarenco G, Angulo JC, Cambronero J, Hoye K, Milson I et al (2013) Werkzaamheid en verdraagbaarheid van mirabegron, een β(3)-adrenoceptoragonist, bij patiënten met een overactieve blaas: resultaten van een Europees-Australische fase III proef. Euro Urol 63:283–295

Nitti VW, Auerbach S, Martin N, Calhoun A, Lee M, Herschorn S (2012) Resultaten van een gerandomiseerde fase III-studie van Mirabegron bij patiënten met een overactieve blaas. J Urol. doi:10.1016/j.juro.2012.10.017 [Epub vóór druk]

Chapple CR, Yamaguchi O, Ridder A (2008) Klinische proof of concept-studie (Blossom) toont aan dat de nieuwe 3-adrenoceptoragonist YM178 effectief is en goed wordt verdragen bij de behandeling van symptomen van een overactieve blaas. Eur Urol Suppl 7:239

Andersson KE, Olsgansky B (2007) Behandeling van patiënten met het overactieve blaassyndroom met antimuscarinica: overwegingen met betrekking tot de hartslag. BJU Int 100:1000-1014

Martin N (2012) Gerandomiseerde, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie om de oculaire veiligheid van mirabegron te beoordelen bij proefpersonen met een normotensieve IOD. Proceedings van de jaarlijkse conferentie van de European Urology Association, Parijs Poster AM12-1928: 686

Chancellor M, Boone T (2012) Anticholinergics for overactive bladder therapy: central nervous system effects. CNS Neurosci Ther 18:167–174

Rodriguez M, Carillon C, Coquerel A, Le Fur G, Ferrara P, Caput D et al (1995) Evidence for the presence of beta 3-adrenergic receptor mRNA in the human brain. Brain Res Mol Brain Res 29:369–375

Athanaspoulos A, Chapple C, Fowler C, Gratzke C, Kaplan S, Stief C et al (2011) The role of antimuscarinics in the management of men with symptoms of overactive bladder associated with concomitant bladder outlet obstruction: an update. Eur Urol 60:94–105

Bhide AA, Digesu GA, Fernando R, Khullar V (2012) Use of mirabegron in treating overactive bladder. Int Urogynecol J 23(10):1345–1348

Belangenverstrengeling

Dr J Corcos: Advisor for Allergan, Astellas, Waston consultant for Allergan Investigator for Astellas and Speaker for Allergan

Dr R Caremel: no disclosures

O Loutochin: no disclosures


Osmose

Osmose is the movement of water through a semipermeable membrane according to the concentration gradient of water across the membrane, which is inversely proportional to the concentration of solutes. Terwijl diffusie materiaal door membranen en in cellen transporteert, transporteert osmose alleen water over een membraan en het membraan beperkt de diffusie van opgeloste stoffen in het water. Het is niet verrassend dat de aquaporines die de waterbeweging vergemakkelijken, een grote rol spelen bij osmose, het meest prominent in rode bloedcellen en de membranen van niertubuli.

Mechanisme

Osmosis is a special case of diffusion. Water, like other substances, moves from an area of high concentration to one of low concentration. An obvious question is what makes water move at all? Imagine a beaker with a semipermeable membrane separating the two sides or halves. On both sides of the membrane the water level is the same, but there are different concentrations of a dissolved substance, or solute, that cannot cross the membrane (otherwise the concentrations on each side would be balanced by the solute crossing the membrane). Als het volume van de oplossing aan beide zijden van het membraan hetzelfde is, maar de concentraties van de opgeloste stof zijn verschillend, dan zijn er verschillende hoeveelheden water, het oplosmiddel, aan weerszijden van het membraan.

Figuur 8. In osmosis, water always moves from an area of higher water concentration to one of lower concentration. In the diagram shown, the solute cannot pass through the selectively permeable membrane, but the water can.

To illustrate this, imagine two full glasses of water. One has a single teaspoon of sugar in it, whereas the second one contains one-quarter cup of sugar. If the total volume of the solutions in both cups is the same, which cup contains more water? Because the large amount of sugar in the second cup takes up much more space than the teaspoon of sugar in the first cup, the first cup has more water in it.

Returning to the beaker example, recall that it has a mixture of solutes on either side of the membrane. A principle of diffusion is that the molecules move around and will spread evenly throughout the medium if they can. Alleen het materiaal dat door het membraan kan dringen, zal er echter doorheen diffunderen. In this example, the solute cannot diffuse through the membrane, but the water can. Water has a concentration gradient in this system. Thus, water will diffuse down its concentration gradient, crossing the membrane to the side where it is less concentrated. This diffusion of water through the membrane&mdashosmosis&mdashwill continue until the concentration gradient of water goes to zero or until the hydrostatic pressure of the water balances the osmotic pressure. Osmose vindt voortdurend plaats in levende systemen.

Toniciteit

toniciteit describes how an extracellular solution can change the volume of a cell by affecting osmosis. De toniciteit van een oplossing correleert vaak direct met de osmolariteit van de oplossing. Osmolarity describes the total solute concentration of the solution. A solution with low osmolarity has a greater number of water molecules relative to the number of solute particles a solution with high osmolarity has fewer water molecules with respect to solute particles. In een situatie waarin oplossingen met twee verschillende osmolariteiten worden gescheiden door een membraan dat doorlaatbaar is voor water, maar niet voor de opgeloste stof, zal water bewegen van de kant van het membraan met lagere osmolariteit (en meer water) naar de kant met hogere osmolariteit (en minder water). This effect makes sense if you remember that the solute cannot move across the membrane, and thus the only component in the system that can move&mdashthe water&mdashmoves along its own concentration gradient. Een belangrijk onderscheid dat levende systemen betreft, is dat osmolariteit het aantal deeltjes (dat moleculen kunnen zijn) in een oplossing meet. Therefore, a solution that is cloudy with cells may have a lower osmolarity than a solution that is clear if the second solution contains more dissolved molecules than there are cells.

Hypotonic solutions

Three terms&mdashhypotonic, isotonic, and hypertonic&mdashare used to relate the osmolarity of a cell to the osmolarity of the extracellular fluid that contains the cells. In een hypotonicsituation, the extracellular fluid has lower osmolarity than the fluid inside the cell, and water enters the cell (in living systems, the point of reference is always the cytoplasm, so the prefix hypo- means that the extracellular fluid has a lower concentration of solutes, or a lower osmolarity, than the cell cytoplasm). It also means that the extracellular fluid has a higher concentration of water in the solution than does the cell. In deze situatie zal water zijn concentratiegradiënt volgen en de cel binnendringen.

Hypertonic solutions

As for a hypertonic solution, the prefix hyper- refers to the extracellular fluid having a higher osmolarity than the cell&rsquos cytoplasm therefore, the fluid contains less water than the cell does. Omdat de cel een relatief hogere waterconcentratie heeft, zal water de cel verlaten.

Isotone oplossingen

in een isotoon solution, the extracellular fluid has the same osmolarity as the cell. If the osmolarity of the cell matches that of the extracellular fluid, there will be no net movement of water into or out of the cell, although water will still move in and out. Blood cells and plant cells in hypertonic, isotonic, and hypotonic solutions take on characteristic appearances.

Figuur 9. Osmotic pressure changes the shape of red blood cells in hypertonic, isotonic, and hypotonic solutions. (credit: Mariana Ruiz Villareal)

Een arts injecteert een patiënt met wat de arts denkt dat een isotone zoutoplossing is. De patiënt sterft en een autopsie onthult dat veel rode bloedcellen zijn vernietigd. Denk je dat de oplossing die de dokter injecteerde echt isotoon was?

Bezoek deze site voor een video die het proces van diffusie in oplossingen illustreert.

Tonicity in living systems

In een hypotone omgeving komt water een cel binnen en de cel zwelt op. In een isotone toestand zijn de relatieve concentraties van opgeloste stof en oplosmiddel aan beide zijden van het membraan gelijk. There is no net water movement therefore, there is no change in the size of the cell. In een hypertone oplossing verlaat water een cel en krimpt de cel. If either the hypo- or hyper- condition goes to excess, the cell&rsquos functions become compromised, and the cell may be destroyed.

A red blood cell will burst, or lyse, when it swells beyond the plasma membrane&rsquos capability to expand. Onthoud dat het membraan lijkt op een mozaïek, met discrete ruimtes tussen de moleculen waaruit het bestaat. If the cell swells, and the spaces between the lipids and proteins become too large, and the cell will break apart.

Wanneer daarentegen overmatige hoeveelheden water een rode bloedcel verlaten, krimpt de cel of creert ze. Dit heeft het effect van het concentreren van de opgeloste stoffen die in de cel achterblijven, waardoor het cytosol dichter wordt en de diffusie in de cel verstoort. The cell&rsquos ability to function will be compromised and may also result in the death of the cell.

Various living things have ways of controlling the effects of osmosis&mdasha mechanism called osmoregulation. Sommige organismen, zoals planten, schimmels, bacteriën en sommige protisten, hebben celwanden die het plasmamembraan omringen en cellysis in een hypotone oplossing voorkomen. Het plasmamembraan kan alleen uitzetten tot aan de grens van de celwand, dus de cel zal niet lyseren. In feite is het cytoplasma in planten altijd enigszins hypertoon ten opzichte van de cellulaire omgeving, en water zal altijd een cel binnenkomen als er water beschikbaar is. This inflow of water produces turgor pressure, which stiffens the cell walls of the plant. In niet-houtachtige planten ondersteunt turgordruk de plant. Conversely, if the plant is not watered, the extracellular fluid will become hypertonic, causing water to leave the cell. In deze toestand krimpt de cel niet omdat de celwand niet flexibel is. Het celmembraan laat echter los van de wand en vernauwt het cytoplasma. Dit heet plasmolyse. Plants lose turgor pressure in this condition and wilt.

Figuur 10. The turgor pressure within a plant cell depends on the tonicity of the solution that it is bathed in. (credit: modification of work by Mariana Ruiz Villareal)

Afbeelding 11. Without adequate water, the plant on the left has lost turgor pressure, visible in its wilting the turgor pressure is restored by watering it (right). (credit: Victor M. Vicente Selvas)

Toniciteit is een zorg voor alle levende wezens. Paramecia en amoeben, die protisten zijn zonder celwanden, hebben bijvoorbeeld samentrekkende vacuolen. This vesicle collects excess water from the cell and pumps it out, keeping the cell from bursting as it takes on water from its environment.

Afbeelding 12. A paramecium&rsquos contractile vacuole, here visualized using bright field light microscopy at 480x magnification, continuously pumps water out of the organism&rsquos body to keep it from bursting in a hypotonic medium. (credit: modification of work by NIH scale-bar data from Matt Russell)

Veel ongewervelde zeedieren hebben een intern zoutgehalte dat is afgestemd op hun omgeving, waardoor ze isotoon zijn met het water waarin ze leven. Vissen moeten echter ongeveer vijf procent van hun metabolische energie besteden aan het in stand houden van de osmotische homeostase. Zoetwatervissen leven in een omgeving die hypotoon is voor hun cellen. Deze vissen nemen actief zout op via hun kieuwen en scheiden verdunde urine uit om overtollig water kwijt te raken. Zoutwatervissen leven in de omgekeerde omgeving, die hypertoon is voor hun cellen, en ze scheiden zout uit via hun kieuwen en scheiden sterk geconcentreerde urine uit.

Bij gewervelde dieren regelen de nieren de hoeveelheid water in het lichaam. Osmoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen in de hersenen die de concentratie van opgeloste stoffen in het bloed controleren. Als de niveaus van opgeloste stoffen boven een bepaald bereik stijgen, komt er een hormoon vrij dat het waterverlies via de nieren vertraagt ​​en het bloed verdunt tot veiliger niveaus. Dieren hebben ook hoge concentraties albumine, dat door de lever wordt geproduceerd, in hun bloed. Dit eiwit is te groot om gemakkelijk door plasmamembranen te gaan en is een belangrijke factor bij het beheersen van de osmotische druk die op weefsels wordt uitgeoefend.


Wieland T (1968) Poisonous principles of mushrooms of the genus Amanita. Science 159:946–952

Wasson RG (1968) Soma: Divine Mushroom of Immortality. Harcourt Brace Jovanovich, New York

DeFeudis FV (1980) Physiological and behavioral studies with muscimol. Neurochem Res 5:1047–1068

Eugster CH, Takemoto T (1967) Zür Nomenclature der neuen Verbindungen aus Amanita-Arten. Helv Chim Acta 50:126–127

Johnston GAR, Curtis DR, De Groat WC, Duggan AW (1968) Central actions of ibotenic acid and muscimol. Biochem Pharmacol 17:2488–2489

Curtis DR, Hösli L, Johnston GAR (1967) Inhibition of spinal neurons by glycine. Nature 215:1502–1503

Curtis DR, Duggan AW, Felix D, Johnston GAR (1971) Bicuculline, an antagonist of GABA and synaptic inhibition in the spinal cord of the cat. Brain Res 32:69–96

Johnston GAR, GABA chemistry: Analogs of GABA as therapeutic and investigational agents, in GABA In The Nervous System: The View At Fifty Years, D.L. Martin and R. Olsen, Editors. 2000, Lippincott Williams and Wilkins: Philadelphia. P. 65-80.

Brehm L, Hjeds H, Krogsgaard-Larsen P (1972) The structre of muscimol, a GABA analogue of restricted conformation. Acta Chem Scand 26:1298–1299

Curtis DR (2006) David R. Curtis Autobiography. The History of Neuroscience in Autobiography 5:171–225

Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR, Curtis DR, Game CJA, McCulloch RM (1975) Structure and biological activity of a series of conformationally restricted analogues of GABA. J Neurochem 25:803–809

Chebib M, Johnston GAR (2000) GABA-activated ligand gated ion channels: medical chemistry and molecular biology. J Med Chem 43:1427–1447

Johnston GAR (2013) Advantages of an antagonist: bicuculline and other GABA antagonists. Br J Pharmacol 169:328–336

Beart PM, Curtis DR, Johnston GAR (1971) 4-Aminotetrolic acid: new conformational-restricted analogue of γ-aminobutyric acid. Nature - New Biology 234:80–81

Johnston GAR, Curtis DR, Beart PM, Game CJA, McCulloch RM, Twitchin B (1975) Cis- and trans-4-aminocrotonic acid as GABA analogues of restricted conformation. J Neurochem 24:157–160

Johnston GAR, Chebib M, Hanrahan JR, Mewett KN (2010) Neurochemicals for the investigation of GABAC receptoren. Neurochem Res 35:1970–1977

Snodgrass SR (1978) Use of 3 H-muscimol for GABA receptor studies. Nature 273:392–394

Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR (1978) Structure-activity studies on the inhibition of GABA binding to rat brain membranes by muscimol and related compounds. J Neurochem 30:1377–1382

Johnston GAR (1971) Muscimol and the uptake of γ-aminobutyric acid by rat brain slices. Psychopharmacologia 22:230–233

Johnston GAR, Kennedy SM, Lodge D (1978) Muscimol uptake, release and binding in rat brain slices. J Neurochem 31:1519–1523

Woodward RM, Polenzani L, Miledi R (1993) Characterization of bicuculline/baclofen-insensitive (ρ-like) γ-aminobutyric acid receptors expressed in Xenopus eicellen. II. Pharmacology of γ-aminobutyric acidEEN and γ-aminobutyric acidB receptor agonists and antagonists. Mol Pharmacol 43:609–625

Ebert B, Thompson SA, Saounatsou K, McKernan R, Krogsgaard-Larsen P, Wafford KA (1997) Differences in agonist/antagonist binding affinity and receptor transduction using recombinant human γ-aminobutyric acid type A receptors. Mol Pharmacol 52:1150–1156

Storustovu SI, Ebert B (2006) Pharmacological characterization of agonists at delta-containing GABAEEN receptors: Functional selectivity for extrasynaptic receptors is dependent on the absence of gamma2. J Pharmacol Exp Ther 316:1351–1359

Mortensen M, Ebert B, Wafford K, Smart TG (2010) Distinct activities of GABA agonists at synaptic- and extrasynaptic-type GABAEEN receptoren. J Physiol 588:1251–1268

DeFeudis FV (1980) Binding stuides with muscimol Relation to synaptic γ-aminobutrate receptors. Neuroscience 5:675–688

Baur R, Sigel E (2003) On high- and low-affinity agonist sites in GABAEEN receptoren. J Neurochem 87:325–332

Andrews PR, Johnston GAR (1979) Conformational analysis of muscimol, a GABA agonist. J Theor Biol 79:263–273

Bergmann R, Kongsbak K, Sorensen PL, Sander T, Balle T (2013) A unified model of the GABA(A) receptor comprising agonist and benzodiazepine binding sites. PLoS ONE [Electronic Resource] 8:e52323

Karim N, Wellendorph P, Absalom N, Bang LH, Jensen ML, Hansen MM, Lee HJ, Johnston GAR, Hanrahan JR, Chebib M (2012) Low nanomolar GABA effects at extrasynaptic alpha4beta1/beta3delta GABAEEN receptor subtypes indicate a different binding mode for GABA at these receptors. Biochem Pharmacol 84:549–557

Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR (1975) Inhibition of GABA uptake in rat brain slices by nipecotic acid, various isoxazoles and related compounds. J Neurochem 25:797–802

Brehm L, Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR, Schaumburg K (1976) X-Ray crystallographic and proton magnetic resonance spectorscopic investigations of nipecotic acid, a potent inhibitor of γ-aminobutyric acid (GABA) uptake. Acta Chem. Scand. B 30:542–548

Johnston GAR, Stephanson AL, Twitchin B (1976) Uptake and release of nipecotic acid by rat brain slices. J Neurochem 26:83–87

Johnston GAR, Krogsgaard-Larsen P, Stephanson AL, Twitchin B (1976) Inhibition of the uptake of GABA and related amino acids in rat brain slices by the optical isomers of nipecotic acid. J Neurochem 26:1029–1032

Juhasz G, Kekesi KA, Nyitral G, Dobolyl A, Krogsgaard-Larsen P, Schousboe A (1997) Differential effects of nipecotic acid and 4,5,6,7-tetrahydroisoxazolo[5,4-c]pyridin-3-ol on extracellular γ-aminobutyrate levels in rat thalamus. Eur J Pharmacol 331:139–144

Falch E, Perregaard J, Frølund B, Sokilde B, Buur A, Hansen LM, Frydenvang K, Brehm L, Bolvig T, Larsson OM, Sanchez C, White HS, Schousboe A, Krogsgaard LP (1999) Selective inhibitors of glial GABA uptake: synthesis, absolute stereochemistry, and pharmacology of the enantiomers of 3-hydroxy-4-amino-4,5,6,7-tetrahydro-1,2-benzisoxazole (exo-THPO) and analogues. J Med Chem 42:5402–5414

Falch E, Krogsgaard-Larsen P (1989) GABA uptake inhibitors containing mono- and diarylmethoxyalkyl N-subsitutents. Drug Design & Delivery 4:205–215

Andersen KE, Braestrup C, Gronwald FC, Jorgensen AS, Nielsen EB, Sonnewald U, Sorensen PO, Suzdak PD, Knutsen LJ (1993) The synthesis of novel GABA uptake inhibitors. 1. Elucidation of the structure-activity studies leading to the choice of (R)-1-[4,4-bis(3-methyl)-3-thienyl-3-butenyl]-3-piperidinecarboxylic acid (tiagabine) as an anticonvulsant drug candidate. J Med Chem 36:1716–1725

Borden LA, Murali Dhar TG, Smith KE, Weinshank RL, Branchek TA, Gluchowki C (1964) Tiagabine, SK&F 89976-A, CI-966, and NNC-711 are selective for the cloned GABA transporter GAT-1. Eur J Pharmacol 269:219–224

Schousboe A, Madsen KK, White HS (2011) GABA transport inhibitors and seizure protection: the past and future. Future Medicinal Chemistry 3:183–187

Schousboe A, Madsen KK, Barker-Haliski ML, and White HS (2014) The GABA synapse as a target for antiepileptic drugs: a historical overview focused on GABA transporters. Neurochemical Research: in press this issue

Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR, Lodge D, Curtis DR (1977) A new class of GABA agonist. Nature 268:53–55

Krehan D, Frølund B, Ebert B, Nielsen B, Krogsgaard-Larsen P, Johnston GAR, Chebib M (2003) Aza-THIP and related analogues of THIP as GABAC antagonists. Bioorganic and Medicinal Chemistry 11:4891–4896

Skerritt JH, Johnston GAR (1983) Diazepam stimulates the binding of GABA and muscimol but not THIP to rat brain membranes. Neurosci Lett 38:315–320

Krogsgaard-Larsen P, Frolund B, Liljefors T, Ebert B (2004) GABAEEN agonists and partial agonists: THIP (Gaboxadol) as a non-opioid analgesic and a novel type of hypnotic. Biochem Pharmacol 68:1573–1580

Lancel M, Faulhaber J (1996) The GABA(a) agonist THIP (gaboxadol) increases non-rem sleep and enhances delta activity in the rat. NeuroReport 7:2241–2245

Frølund B, Kristiansen U, Brehm L, Hansen AB, Krogsgaard-Larsen P, Falch E (1995) Partial GABAEEN receptor agonists. Synthesis and in vitro pharmacology of a series of nonannulated analogs of 4,5,6,7-tetrahydroisoxazolo[5,4-c]pyridin-3-ol. J Med Chem 38:3287–3296

Frølund B, Tagmose L, Jorgensen AT, Kristiansen U, Stensbol TB, Liljefors T, Krogsgaard-Larsen P (2003) Design and synthesis of a new series of 4-alkylated 3-isoxazolol GABA A antagonists. Eur J Med Chem 38:447–449

Hoestgaard-Jensen K, O’Connor RM, Dalby NO, Simonsen C, Finger BC, Golubeva A, Hammer H, Bergmann ML, Kristiansen U, Krogsgaard-Larsen P, Brauner-Osborne H, Ebert B, Frølund B, Cryan JF, Jensen AA (2013) The orthosteric GABAEEN receptor ligand Thio-4-PIOL displays distinctly different functional properties at synaptic and extrasynaptic receptors. Br J Pharmacol 170:919–932

49. Peterson JG, Bergmann R, Krogsgaard-Larsen P, Balle T, and Frølund B (2014) Probing the orthosteric binding site of GABAEEN receptors with heterocyclic GABA carboxylic acid bioisosteres. Neurochemical Research:in press


Abstract

Few proteins are more studied than the p53 tumour suppressor, but what have we learned from these studies and what do we really know about p53 that can benefit clinical practice? The DNA sequence encoding p53 is frequently mutated in cancers but the functional outcomes of single mutations, in respect to loss or gain of different activities, especially in relation to immune evasion, are not clear. This illustrates p53's complexity which even after 40 years keeps providing surprises, but also explains why it has not yet lived up to its potential to benefit cancer treatment. We have reassessed a few key experiments that shaped the p53 field and we take a closer look at the interpretations of these experiments: what they have taught us, the resulting dogmas, and their potential clinical importance. One outcome is a more dynamic view of p53 in terms of its activity, its regulation, and downstream effectors, which will benefit the clinical application of p53 for diagnosis, prognosis, and therapy. Mutations and regulatory factors can have different effects on p53 activity depending on context, important but neglected aspects when interpreting p53 and its pathways in cancers. Even though p53 is undoubtedly unique as a multifunctional hub in different cellular pathways, the concept of a factor taking up different functions within a regulatory pathway during different conditions is not. In this sense, p53 continues to lead the way for a better understanding of the cellular and molecular mechanisms underlying cancer development in vivo. © 2021 The Pathological Society of Great Britain and Ireland. Published by John Wiley & Sons, Ltd.


Figuur 1

Figure 1. Calculating the risk that a negative control does not bind an off-target. (a) van der Waals energy of the bound ligand associated with the substitution of each hydrogen atom with a methyl group in compound TG101209 (PDB ligand ID 1m3) are calculated using the crystal structures of the compound bound to JAK2 (PDB code 4JI9) and bound to BRD4 (PDB code 4O76). (b) Decorating TG101209 with a methyl group to abrogate binding to JAK2 has 60% chances of abrogating binding to BRD4 (percent risk pcR = 60%). Decorating TG101209 with a methyl group to abrogate binding to BRD4 has 75% chances of abrogating binding to JAK2 (pcR = 75%). Because of their structural equivalence, the three hydrogen atoms of a methyl group in the parent compound count as one.