关键蛋白质如何使多次要求保持神经元射击

在Cryo-Croto-Electronic显微镜(Cryo-Em)的旅游脱发中,UC旧金山研究人员已成为第一个解决勤奋蛋白质的结构,有助于重新加载神经元的重复射击,使信号能够转发沿着整个大脑的神经途径。

更重要的是,科学家能够使用蛋白质的结构,糊状谷氨酸转运蛋白(VGLut2),以确定如何最有可能的作用,可能是药物发育的第一步。

该研究,在线发布 科学 在2020年5月22日,由第一作者领导 飞莉,博士,博士博士后学者,以及主要调查人员 罗伯特爱德华兹,MD,神经学与生理学教授,和 罗伯特·斯特劳德,博士学位,生物化学教授和生物物理学。

谷氨酸是一个“兴奋剂”神经递质,在基本上发挥着脑的所有功能。当射击神经元内的囊泡释放到神经元之间的间隙中,称为Synapse,神经递质使得下游神经元也更有可能射击。

无论您是水母还是人类,Vglut都对于再循环谷氨酸是至关重要的,即甚至其DNA中的小突变可能与寿命不相容。运输司机通过装载与突触膜不断熔化的囊泡来释放神经递质 - 仅在重新改造并再次开始循环 - 使神经元可以每秒传输电信号数百次。

但谷氨酸驱动的神经电路的射击太多可能导致癫痫。在缺血性卒中期间谷氨酸过度释放可以促成神经元的死亡,这是一种称为“兴奋毒性”的过程。兴奋毒性也被认为在慢性神经变性疾病中发挥作用,包括阿尔茨海默,帕金森和肌萎缩的外侧硬化症(ALS)。

据Edwards表示,尚未发现这些疾病中的Vglut蛋白没有针对VGlut蛋白发现的特定作用,但是通过研究人员确定其活动的微妙机制定义了正常脑功能的参数。

“我们已经确定了基于这种结构的机制,该机制可以调节谷氨酸可用性,并且在进一步调查方面可能揭示了药学上制造转运蛋白和囊泡的运作的方法,以防止谷氨酸在错误的地方释放到错误的地方错误的时间,“他说。

李和她的高级合作者发现复杂的机制涉及两片带电的VGLut2蛋白质抓住带负电荷的谷氨酸分子。他们还想出了氯化物如何通过Vglut2在相反的方向上移动到电力包装谷氨酸进入突触囊泡。此外,它们确定所有这些动作如何依赖于低囊泡pH,将Vglut2活性限制在囊泡而不是细胞表面上。

为了使蛋白质的结构进行足够的细节来制造这些发现,研究人员必须抓住蛋白质的小尺寸所带来的挑战。因此,与膜上的其他蛋白质相似的事实是,VGlut2形状的动态变化使得难以在周围的囊泡膜内采取单个状态的快照。但是,大卫agard,博士和UCSF的同事制定的Cryoem技术的进步最终已经证明了这项任务。

“这是载荷突触囊泡的神经递质转运仪的第一种结构测定,以及由Cryo-em确定的非常小的结构之一,”Stroud表示。 “通过使用可以直接检测单个电子的UCSF开发的探测器,我们可以快速获得图片并将其组装为电影。我们使用强大的算法来分析这些多个图像,以纠正由电子轰击引起的非常小的运动,从而产生更大的分辨率。“



本新闻稿中的材料来自于始发的研究组织。可以为样式和长度编辑内容。有一个问题? 让我们知道.

订阅

每天早上有一封电子邮件,我们的最新帖子。从医学研究到空间新闻。环境的环境。技术物理学。

感谢您的订阅。

出问题了。