MIPT 衰老和年齡相關(guān)疾病分子機制研究中心的科學家與德國于利希研究中心的同事聯(lián)手，揭示了鈉離子如何驅(qū)動中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的谷氨酸轉(zhuǎn)運。谷氨酸是最重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，被稱為興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白 (EAAT) 的特殊轉(zhuǎn)運蛋白主動從神經(jīng)元之間的突觸間隙中清除。研究結(jié)果發(fā)表在《科學進展》上。
谷氨酸將激活信號從一個神經(jīng)元傳遞到另一個神經(jīng)元。為了確保谷氨酸信號傳導被精確終止，神經(jīng)遞質(zhì)在釋放后會迅速從突觸間隙中清除;這是特殊蛋白質(zhì) EAAT 谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白的任務。
EAAT 是次級主動轉(zhuǎn)運蛋白，利用鈉離子的濃度梯度來驅(qū)動細胞攝取谷氨酸。為此，轉(zhuǎn)運蛋白將神經(jīng)遞質(zhì)與膜外側(cè)的三個鈉離子結(jié)合在一起，將其貨物運送到細胞內(nèi)部。生理鈉梯度，細胞外的離子濃度高于細胞內(nèi)的離子濃度，因此可以作為能量來源。
然而，目前尚不清楚 EAAT 如何協(xié)調(diào)谷氨酸與鈉離子的耦合結(jié)合以及離子如何驅(qū)動這一過程。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)回答了這個問題：高分辨率 X 射線晶體學在谷氨酸結(jié)合之前提供了鈉結(jié)合谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白極其準確的結(jié)構(gòu)快照。于利希超級計算機上的分子模擬和功能實驗可以確定兩個鈉離子的結(jié)合如何觸發(fā)谷氨酸和第三個鈉離子的結(jié)合。
這些結(jié)果揭示了大腦信息處理的重要分子原理，并可為缺血性腦部疾病(例如中風)的新治療方法提供信息，其中谷氨酸轉(zhuǎn)運受損導致谷氨酸濃度升高。MIPT 衰老和年齡相關(guān)疾病分子機制中心的基里爾·科瓦列夫 (Kirill Kovalev) 評論道：“我們的研究結(jié)果提供了關(guān)于神經(jīng)遞質(zhì)運輸在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中如何運作的見解，以及什么可能會破壞這種運輸，從而導致記憶和學習問題。”
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！