Structure and function of NMDA-type glutamate receptor subunits

Abstract

Introduction: To review the physiology of the glutamate receptor subunits such as N-methyl-d-aspartate (NMDA). Development: Glutamic acid (Glu) is the major excitatory neurotransmitter in the central nervous system (CNS) which interacts with two types classified as: metabotropic and ionotropic. Ionotropic receptors are classified according to the affinity of their specific agonists: NMDA, α-amino acid-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole (AMPA) and kainic acid (KA). NMDA receptors (NDMAR) are macromolecular structures that are formed by different combinations of subunits, NMDAR1 (NR1), NMDAR2 (NR2) and NMDAR3 (NR3). Conclusions: The study of this receptor has been of great interest due to its role in synaptic plasticity, but mainly due to the permeability it has to Ca++ ion. This review examines the molecular composition of NMDA receptor and the variants of NR1 subunit edition in association with NR2 subunit dimer, the main form of this receptor. The composition, structure and function and their distinct expression patterns in both time and space, have shown the versatility and diversity of functionally different isoforms of the NR1 subunit and various pharmacological properties of the NR2 subunit. Resumen: Introducción: Realizar una revisión de la fisiología de las subunidades del receptor a glutamato tipo N-metil-d-aspartato (NMDA). Desarrollo: El acido glutámico (Glu) es el principal neurotransmisor excitador del sistema nervioso central la cual interactúa con dos tipos de receptores clasificados como: metabotrópicos y ionotrópicos. Los receptores ionotrópicos se dividen de acuerdo a la afinidad de sus agonistas específicos en: N-metil-d-aspartato (NMDA), ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol (AMPA) y acido kaínico (KA). Los receptores NMDA son estructuras macromoleculares que se forman por combinaciones de diferentes subunidades: NMDAR1 (NR1), NMDAR2 (NR2) y (NR3). Conclusiones: El estudio de este receptor ha sido de gran interés por la función que desempeña en la plasticidad sináptica, pero sobre todo por la permeabilidad que tiene para el ion Ca++. En esta revisión se analiza la composición molecular del receptor NMDA, así como las distintas variantes de edición de la subunidad NR1 que en asociación con la subunidad NR2 forman el principal dímero de este receptor. La composición, estructura y funcionalidad y sus distintos patrones de expresión tanto temporal y espacial, ha permitido conocer la versatilidad y la diversidad funcional tanto de las diferentes isoformas de la subunidad NR1, así como las distintas propiedades farmacológicas de la subunidad NR2. Keywords: Excitotoxicity, Isoforms, N-methyl-d-aspartate receptor, Subunit NR1, Subunit NR2, Palabras clave: Excitotoxicidad, Isoformas, Receptor N-metil-d-aspartato, Subunidad NR1, Subunidad NR2