Arc = Arg3.1

activity-regulated cytoskeleton-associated protein (also known as Arg3.1)

 

 

“Arc is widely considered to be an important protein in neurobiology because of its activity regulation, localization, and utility as a marker for plastic changes in the brain.”

 

[Quelle und zum Weiterlesen: http://en.wikipedia.org/wiki/Arc_(protein)]

 

 

Lokalisiert ist Arg3.1 im Zellkern, und es ist z. B. wichtig für:

  • Die Ausbildung einer stabilen Langzeit-Potenzierung (sog. LTP = langandauernde Verstärkung der synaptischen Übertragung).
  • Die Konsolidierung (‚Verfestigung’) des Langzeitgedächtnisses.

Assoziiert (‚verknüpft’) ist es ist mit dem NMDA-Rezeptor, einem der – mindestens 5 - Rezeptortypen für Glutamat.

 

Die Aktivierung dieses Rezeptors ist erforderlich für die Einleitung und Aufrechterhaltung der synaptischen Plastizität (= aktivitätsabhängige Änderung der Stärke der synaptischen Übertragung).

 

Zur Erinnerung, zum Nachdenken, ‚Querdenken’  ...

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NMDA

NMDA-Rezeptoren

N-Methyl-D-Aspartat

 

N = Stickstoff (Nitrogenium)

 

Methionin

Die essentielle Aminosäure Methionin ist wichtigster physiologischer Lieferant von Methylgruppen.

Coenzym bei der Methylgruppenübertragung ist Tetrahydrofolsäure (= biologisch aktive Form der Folsäure).

 

-> Siehe auch: Zum Nachdenken - Cholin

 

Aspartat

Aspartat ist Salz der Aminosäure Asparaginsäure; als exzitatorischer (erregender) Neurotransmitter ist Aspartat eng verwandt mit Glutamat (Ligand der Glutamatrezeptoren). Asparaginsäure ist als Aminogruppendonor wichtig im Harnstoffzyklus und bei der Biosynthese der Purin- und Pyrimidinbasen.

 

Zur Erinnerung ...

Stickstoffmonoxid diffundiert nach Aktivierung der Acetylcholin-Rezeptoren ... in die benachbarte Muskelschicht und und relaxiert diese durch Steigerung der cGMP-Synthese; es wird aus Arginin biosynthetisiert.

 

-> Siehe auch: Dopamin & Co. – Stickstoffmonoxid; Essen & Co. – Aminosäuren (Arginin – im Säuglingsalter essentiell); Glossar - ATP und cAMP/cGMP

 

Im Harnstoffzyklus (syn. Arginin-Harnstoff-Zyklus) wird Ammoniak entgiftet durch Verknüpfung mit CO2 zu Harnstoff (in Mitochondrien und im Zytosol der Leberzellen).

Ammoniak entsteht v. a. beim Abbau von Aminosäuren.

 

Die häufigsten Purinbasen sind Adenin und Guanin; die häufigsten Pyrimidinbasen sind Uracil, Thymin und Cytosin.

 

-> Siehe auch: Glossar – ATP (Adenin, Guanin etc.), GABA, Zellorganellen; Zum Nachdenken - Hyperammonämie

 

Zum Nachdenken ...

„N-Methyl-D-Aspartat Rezeptoren (NMDA-R) sind ionotrope Glutamatrezeptoren die für Na+, K+ und insbesondere für Ca2+-Ionen permeabel sind. ...“

 

„Im noch nicht ausgereiften Nagetierhirn finden sich auch mehr NMDA-R als im adulten Gehirn, ein Umstand, der mit der Notwendigkeit der erfahrungsabhängigen Modifikation von neuronalen Schaltkreisen bei juvenilen Tieren in Verbindung gebracht wurde. Die starke hirnregionale NMDA-R Diversität in adulten Tieren erklärt dagegen die Einbindung des NMDA-R in diverse physiologische und pathophysiologische Funktionszusammenhänge (synaptische Plastizität, Schlafverhalten, Schmerzwahrnehmung, zirkadiane Rhythmen, Gedächtnis, Emotionalität, Hyperaktivität, Drogenabhängigkeit, Epilepsie, Schizophrenie, Depression).“

 

[Quelle: Siehe Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis,

S. 22/23]

 

„Es ist gegenwärtig noch offen, ob NMDA-R nur an der Akquisition (Kurzzeitgedächtnis respektive Arbeitsgedächtnis), der Konsolidierung (Langzeitgedächtnis respektive Referenzgedächtnis) oder an beiden Stufen der Gedächtnisbildung beteiligt sind.“

[Quelle: Siehe Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis,

S. 117]

 

„Es wurde gefolgert, daß NMDA-R über assoziierte Second Messengerkaskaden an der Gedächtnisbildung partizipieren.“

[Quelle: Siehe Diplomarbeiten etc. – Lernen und Gedächtnis,

S. 119]

 

-> Siehe auch: Glossar – ATP (‚schizophrenic illness’, NMDA-Rezeptor), Gedächtnis, Second messenger

 

 

Glutamat

Salz der Glutaminsäure

Glutamat ist erregender (exzitatorischer) Neurotransmitter;

vermitttelt Nervenimpulse zum Hippocampus, Thalalmus und zu den Basalganglien:

Vermittlung von Sinneswahrnehmungen

Modulation der Motorik

Lernen und Gedächtnis

 

-> Siehe auch: Glossar – Basalganglien, Gedächtnis

 

Glutamatrezeptoren

Es sind mind. 5 verschiedene Rezeptortypen:

NMDA-, AMPA- und Kainat-Rezeptoren sind Ionenkanäle

m-Glu1- und m-glu2-Rezeptoren aktivieren G-Proteine

 

Zur Erinnerung ...

G-Proteine binden Guaninnukleotide und steuern spezifische Zellaktivitäten.

- Sie sind aktiv, wenn GTP (Guanosintriphosphat)gebunden ist.

- Inaktiv werden sie durch GDP (Guanosindiphosphat).

 

-> Siehe auch: Glossar – ATP (Guanin, Guanosin etc.), cAMP/cGMP (und G-Proteine); GABA (Glutamat etc.)

 

Synapsen

Sind Umschaltstellen für die Errregungsübertragung von einer Nervenzelle auf eine andere oder auf das Erfolgsorgan - z. B. eine Muskelzelle.

 

-> Siehe auch: Dopamin & Co. – Neurotransmitter; Leitungsbahnen

 

 

 

Zum Weiterlesen ...

Arc/Arg3.1

... ist wesentlich für die Festigung der synaptischen Plastizität und für das Gedächtnis.

 

... ‚Arc/Arg3.1 knockout-Mäuse’ scheitern an der Ausbildung von Langzeit-Erinnerungen bei impliziten und expliziten Lernaufgaben.

 

Implizit = nicht aus sich selbst zu verstehen, sondern logisch zu erschließen

Explizit = ausdrücklich, deutlich

 

Quelle und zum Weiterlesen:

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17088210

 

Arc/Arg3.1 und

AMPA-Rezeptor

... Arc/Arg3.1 wird – zur Kontrolle der synaptischen Stärke und der zellulären Erregbarkeit – dynamisch exprimiert über den AMPA-Rezeptor:

  • Hohe Arc/Arg3.1-Konzentrationen blockieren die hömoostatische Erhöhung der AMPA-Rezeptor-Funktion ...
  • Ein Verlust an Arg3.1 führt zu erhöhter AMPA-Rezeptor-Funktion ...

AMPA-Rezeptor = Glutamat-Rezeptortyp (Ionenkanal)

Quelle und zum Weiterlesen:

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17088213

 

Arc/Arg3.1, Endozytose und AMPA-Rezeptor

 

Endozytose ist die Aufnahme von Makromolekülen  (z. B. Proteine, Lipoproteine) und Partikeln (Teilchen) in gelöster oder fester Form in die Zelle. Man unterscheidet:

 

Pinozytose = Aufnahme in gelöster Form

Phagozytose = Aufnahme in fester Form

 

-> Siehe auch: Glossar – Zellorganellen (Pinozytose, Phagozytose, Mechanismen der transmembranen Stoffbewegungen etc.)

 

Zum Weiterlesen:

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17088211

 

 

 

 

 

Und zum Weiterlesen ... 

„Die Öffnung der NMDA-Rezeptor-Kanäle hängt von der Bindung des Agonisten Glutamat und des

Co-Agonisten Glycin bei einer zeitgleichen Depolarisierung der postsynaptischen Membran ab.

Die Depolarisierung bewirkt das Entfernen einer spannungsabhängigen Blockade von Magnesiumionen aus der Öffnung des Kanals (Nowak et al., 1984). ... Das Öffnen der NMDA-Rezeptor-Kanäle erlaubt den Einstrom von Kalziumionen.“

[http://www.diss.fu-berlin.de/diss/servlets/MCRFileNodeServlet/

FUDISS_derivate_000000001351/4_4.pdf;

jsessionid=428C15FB85A75333309944112BFA7FD9?hosts=

Stichworte: Die Rolle von Arg3.1 an der Synapse, Fragiles X-Syndrom (Martin-Bell-Syndrom), NMDA-Rezeptor etc.]

 

 

Quellen und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Psychyrembel’

de.wikipedia.org/wiki/Langzeit-Potenzierung, Synaptische Plastizität etc.

 

 

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