Ionotrope Glutamatrezeptoren (iGluRs) sind tetramere liganden-gesteuerte Ionenkanäle, die im Zentralnervensystem von Säugern für den Großteil der exzitatorischen Signalweiterleitung verantwortlich sind. Zur iGluR Familie gehören die AMPA-, Kainat- und NMDA-Rezeptoren. Den NMDA-Rezeptoren wird eine besondere Rolle zugeschrieben, da sie obligate heteromere Komplexe bilden und eine besondere Rolle für das Lernen und die Gedächtnisbildung spielen. Andererseits sind sie auch an pathophysiologischen Vorgängen und neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt, da NMDA-Rezeptor vermittelte Exzitotoxizität zum Zelltod führt. Konventionelle NMDA-Rezeptoren bestehen aus zwei Glyzin-bindenden GluN1-Untereinheiten (UEs) und zwei Glutamat-bindenen GluN2-UEs. Dieser Rezeptortyp wird auch als “Koinzidenz-Detektor” bezeichnet, da zusätzlich zur Ligandierung eine Vordepolarisation der postsynaptischen Membran notwendig ist. Rezeptoren, die aus zwei Glyzin-bindenden GluN1-UEs und zwei Glyzin-bindenden GluN3-UEs bestehen, werden als “exzitatorische Glyzin-Rezeptoren” bezeichnet. Jede iGluR-UE hat einen modularen Aufbau und es wird vermutet, dass jedes Modul bzw. jede Domäne von einem prokaryotischen Vorläuferprotein abstammt. Die extrazellulären N-terminalen Domänen (NTDs) bilden lokale Heterodimere zwischen GluN1- und GluN2- oder GluN3- NTDs, zusätzlich bilden die GluN2- oder GluN3-NTDs untereinander homodimere Kontakte. Die Ligandenbindedomänen (LBDs) der GluN1- und GluN2- oder GluN3-UEs sind in einer “Rücken-an-Rücken” Konformation angeordnet. Die Kontaktfläche zwischen den beiden LBDs wird in drei Kontaktstellen unterteilt (Kontaktstellen I-III). Diese Kontaktfläche wurde zuvor mit der Rezeptordesensitisierung in Verbindung gebracht, schwache Interaktionen an der Kontaktfläche würden demnach die Desensitisierung verstärken. Die Ligandenbindung führt dazu, dass die beiden Subdomänen der LBD, S1 und S2, sich in einem “Venus-Fliegenfallen” artigen Mechanismus schließen. Die Transmembranregionen (TMDs) der iGluRs zeigen Homologien zu prokaryotischen Kalium-Kanälen, aber sie unterscheiden sich vorallem darin, dass die TMDs von iGluRs eine vierte Membrandomäne (TM4) besitzen, die im Kalium-Kanal nicht vorhanden ist. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es Kontaktflächen innerhalb einer Untereinheit und zwischen Untereinheiten in den NTDs, LBDs und TMDs zu untersuchen, um die jeweilige Rolle für die Rezeptorfunktion besser zu verstehen. Hierfür wurden in vitro und in silico Methoden miteinander kombiniert. Docking-Experimente mit Kristallstrukturen und Homologiemodellen wurden durchgeführt, um den Mechanismus des Agonismus, partiellen Agonismus und Antagonismus an NMDA-Rezeptoren besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigten, dass bei der GluN1-UE vorallem die Größe des Liganden seine Aktivität bestimmt. Demnach sind Agonisten immer kleine Moleküle, partielle Agonisten sind größer als Agonisten und Antagonisten sind große Moleküle. Dieses konnte aber nicht für die GluA2-UE der AMPARs oder für GluN2A- und GluN3A-UEs der NMDARs gezeigt werden. Wir schließen daraus, dass der zugrundeliegende Mechanismus für den partiellen Agonismus untereinheitenspezifisch ist. Für die Untersuchung der Kontaktfläche zwischen den GluN1-GluN2 LBDs wurde die Kristallstruktur näher betrachtet und mit Hilfe der Transinformations-Analyse (TI) Aminosäuren für Substitutionsexperimente ausgesucht. Die daraus resultierenden mutierten Rezeptorkomplexe wurden funktionell mit der Zwei-Elektroden Spannungsklemme (TEVC) an Xenopus Oozyten charakterisiert. Die Ergebnisse ließen nicht auf spezielle Funktionen der drei Kontaktstellen schließen. Es erscheint wahrscheinlicher, dass die Kontaktfläche allgemein in der Rezeptorfunktion eingebunden ist. Eine Mutation jedoch an der Kontaktstelle III zeigte bei NTD-trunkierten GluN1/GluN2 Rezeptoren eine Erniedrigung des Agonisten-induzierten Stromes. Ob diese Mutation die Expression, Assemblierung oder Zelloberflächenexpression stört ist nicht bekannt und muss in zukünftigen Experimenten näher untersucht werden. Homologiemodell-basierte Analyse gefolgt von Aminosäuresubstitution und funktioneller Charakterisierung von mutierten GluN1/GluN3A Rezeptoren, ermöglichte die Identifizierung von Aminosäureresten in der GluN3A-NTD, die spezifisch für die niedrige Effizienz von Glun1/GluN3A Rezeptoren verantwortlich sind. Daher kann der GluN3A-NTD die Rolle einer autoinhibitorischen Domäne (AID) zugeschrieben werden. Nach unseren Kenntnissen ist bisher noch keine AID für liganden-gesteuerte Ionenkanäle bekannt. Letztlich wurden die Interaktionen zwischen der GluN1-TM4 und der TM1 und TM3 der GluN2A-UE untersucht. Aminosäurereste wurden aufgrund unseres Homologiemodells für Aminosäuresubstitutionsexperimente ausgewählt und funktionell mit der TEVC untersucht. Hierbei wurden zwei Positionen in der GluN1-TM4 identifiziert, deren Mutation zu nicht funktionellen Rezeptoren führte. Diese Positionen wurden weiter mit Hilfe der TI untersucht um evolutionär-abhängige Positionen in der TMD zu identifizieren. Anhand der Position dieser gefundenen Korrelationen lässt sich schlußfolgern, dass die TM4 wichtig für die Stabilität der TMD ist und nur durch diese Stabilisierung kann eine normale Funktion des Ionenkanals sichergestellt werden.