Activation and modulation of human α4β2 nicotinic acetylcholine receptors by the neonicotinoids clothianidin and imidacloprid.
Activation and modulation of human α4β2 nicotinic acetylcholine receptors by the neonicotinoids clothianidin and imidacloprid.
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DOI：
10.1002/jnr.22644
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发表时间：
2011-08
影响因子：
4.2
通讯作者：
Akk, Gustav
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Ping;Ann, Jason;Akk, Gustav
新烟碱类杀虫剂是合成的、尼古丁衍生的杀虫剂，用于农业和家庭害虫防治。虽然在激活昆虫烟碱受体方面非常有效，但许多新烟碱类杀虫剂也能够直接激活和/或调节脊椎动物烟碱受体的激活。在这项研究中，我们研究了新烟碱类噻虫胺 (CTD) 和吡虫啉 (IMI) 对人类神经元 α4β2 烟碱乙酰胆碱受体的作用。数据表明，这些化合物是人类受体的弱激动剂，相对峰值电流为 1 mM 乙酰胆碱 (ACh) 响应的 1-4%。 IMI 的共同应用强烈抑制了 ACh 引发的电流。根据 Schild 图分析，我们估计 IMI 与人类 α4β2 受体的亲和力为 18 µM。低浓度 CTD 的应用增强了对低浓度 ACh 的反应，表明由一种 ACh 和一种 CTD 分子占据的受体比与一种 ACh 结合的受体具有更高的门控功效。有趣的是，亚基化学计量影响 CTD 的抑制，(α4)2(β2)3 受体的抑制明显强于 (α4)3(β2)2 受体。
Neonicotinoids are synthetic, nicotine-derived insecticides used for agricultural and household pest control. While highly effective at activating insect nicotinic receptors, many neonicotinoids are also capable of directly activating and/or modulating the activation of vertebrate nicotinic receptors. In this study, we have investigated the actions of the neonicotinoids clothianidin (CTD) and imidacloprid (IMI) on human neuronal α4β2 nicotinic acetylcholine receptors. The data demonstrate that the compounds are weak agonists of the human receptors with relative peak currents of 1–4 % of the response to 1 mM acetylcholine (ACh). Coapplication of IMI strongly inhibited currents elicited by ACh. From Schild plot analysis, we estimate that the affinity of IMI to the human α4β2 receptor is 18 µM. The application of low concentrations of CTD potentiated responses to low concentrations of ACh, suggesting that receptors occupied by one ACh and one CTD molecule have a higher gating efficacy than receptors with one ACh bound. Interestingly, subunit stoichiometry affected inhibition by CTD, with (α4)2(β2)3 receptors significantly more strongly inhibited than the (α4)3(β2)2 receptors.
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