Ligandengesteuerte Ionenkanäle (LGICs) sind integrale Membranproteine, die eine Pore enthalten, die den regulierten Fluss ausgewählter Ionen durch die Plasmamembran ermöglicht. Der Ionenfluss ist passiv und wird durch den elektrochemischen Gradienten für die Permeantionen angetrieben. Diese Kanäle sind offen, oder gated, durch die Bindung eines Neurotransmitters an eine orthosterische Stelle (n), die eine Konformationsänderung auslöst, die in den leitenden Zustand führt. Die Modulation des Gating kann durch die Bindung endogener oder exogener Modulatoren an allosterische Stellen erfolgen. LGICs vermitteln eine schnelle synaptische Übertragung im Millisekundenbereich im Nervensystem und am somatischen neuromuskulären Übergang. Eine solche Übertragung beinhaltet die Freisetzung eines Neurotransmitters aus einem präsynaptischen Neuron und die anschließende Aktivierung von postsynaptisch lokalisierten Rezeptoren, die ein schnelles, phasisches elektrisches Signal (das exzitatorische oder inhibitorische postsynaptische Potential) vermitteln. Zusätzlich zu ihrer traditionellen Rolle bei der phasischen Neurotransmission wurde nun festgestellt, dass einige LGICs eine tonische Form der neuronalen Regulation vermitteln, die sich aus der Aktivierung extrasynaptischer Rezeptoren durch umgebende Neurotransmitterspiegel ergibt. Die Expression einiger LGICs durch nicht erregbare Zellen deutet auf zusätzliche Funktionen hin.
Konventionell umfassen die LGICs die exzitatorischen, kationenselektiven, nikotinischen Acetylcholin-, 5-HT3- , ionotropen Glutamat- und P2X-Rezeptoren sowie die inhibitorischen, anionselektiven GABAA- und Glycinrezeptoren . Die nikotinischen Acetylcholin-, 5-HT3-, GABAA- und Glycinrezeptoren (und ein zusätzlicher zinkaktivierter Kanal) sind pentamere Strukturen und werden aufgrund des Vorhandenseins einer definierenden Schleife von Resten, die durch eine Disulfidbindung gebildet werden, häufig als Cys-Loop-Rezeptoren bezeichnet die extrazelluläre Domäne ihrer konstituierenden Untereinheiten . Die prokaryotischen Vorfahren dieser Rezeptoren enthalten jedoch keine solche Schleife, und der Begriff pentameric Ligand-gated Ion Channel (pLGIC) gewinnt in der Literatur an Akzeptanz . Die ionotropen Glutamat- und P2X-Rezeptoren sind tetramere bzw. trimere Strukturen. Mehrere Gene kodieren die Untereinheiten von LGICs und die Mehrheit dieser Rezeptoren sind Heteromultimere. Eine solche kombinatorische Vielfalt führt innerhalb jeder Klasse von LGIC zu einer Vielzahl von Rezeptoren mit unterschiedlichen pharmakologischen und biophysikalischen Eigenschaften und unterschiedlichen Expressionsmustern innerhalb des Nervensystems und anderer Gewebe. Die LGICs bieten somit attraktive Targets für neue Therapeutika mit verbesserter Unterscheidung zwischen Rezeptor-Isoformen und einer verringerten Neigung zu Off-Target-Effekten. Die Entwicklung neuartiger, schnellerer Screening-Techniken für Verbindungen, die auf LGICs wirken, wird die Entwicklung solcher Wirkstoffe erheblich unterstützen.