Johns Hopkins biophysicists haben entdeckt, dass eine vollständige Aktivierung eines Proteins Ensemble wesentlich für die Kommunikation zwischen Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark benötigt viel organisiert hin- und hergehende Bewegung von einigen der Segmente des Ensembles . Ihre Forschung , sagen sie, können mehrere Stellen innerhalb des Proteins Ensemble, das als Wirkstoff-Targets verwendet werden könnte , um seine Aktivität in solchen neurologischen Erkrankungen wie normalisieren zeigen Epilepsie . Schizophrenie , Parkinson und Alzheimer-Krankheit .
Eine Zusammenfassung der Ergebnisse , online in der Zeitschrift Neuron veröffentlichte Studie zeigt , dass die vollständige Aktivierung von so genannten ionotropen Glutamatrezeptoren ist komplexer als bisher vorgesehen. Zusätzlich zu den erwarteten Formänderungen , die bei der Rezeptor " empfängt " und greift gegen Glutamat Botenmoleküle auftritt, die vier Segmente des Proteins Ensemble hin und her schaukeln auch in Bezug zueinander, wenn weniger als vier Glutamate gebunden sind.
"Wir glauben, dass unsere Studie ist die erste , um die molekulare Architektur und Verhalten eines prominenten neuronalen Rezeptor-Protein -Ensemble in einem Zustand der Teilaktivierungzeigen ", sagt Albert Lau , Ph.D. , Assistant Professor für Biophysik und Biophysikalische Chemie an der Johns Hopkins University School of Medicine.
Glutamat-Rezeptoren befinden sich in der äußeren Hülle der einzelnen Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark, Lau Notizen und zum Wechsel chemischer Information verantwortlich - die Freisetzung von Glutamat -Moleküle von einem benachbarten Nervenzelle - in elektrische Informationen den Strom geladener Teilchen in die empfangende Nervenzelle . Es wäre stark reduziert werden, die Kommunikation zwischen den Nervenzellen in unserem Gehirn , wenn diese Rezeptoren deaktiviert waren , fügte er hinzu, und Gedanken und die normale Funktion des Gehirns im Allgemeinen wäre stark beeinträchtigt werden. Fehlfunktion -Rezeptoren , sagt Lau, haben mit zahlreichen neurologischen Erkrankungen in Verbindung gebracht worden und sind daher potenzielle Ziele für medikamentöse Therapien .
Lau erklärte, dass jeder Glutamat-Rezeptor ist ein Vereinigte Gruppe von vier Proteinsegmente , die eine Tasche für ein schärferes Vorgehen gegen Glutamat wie eine Venusfliegenfalle Fallenstellen einen Fehler hat . Unterhalb der glutamatbindenden Segmente vier weiteren Segmente äußere Umhüllung der Zelle eingebettet sind, um einen Kanal für die geladenen Teilchen hindurchfließen zu bilden. Wenn keine Glutamate sind an den Rezeptor gebunden ist , ist der Kanal geschlossen; vollständige Aktivierung des Rezeptors und die vollständige Öffnung des Kanals auftreten, wenn vier Glutamate gebunden sind , die jeweils einer Differenz Tasche.
Zuvor Lau sagt , dachte Ermittler , dass das Niveau der Rezeptoraktivierung entspricht einfach dem Ausmaß, in dem jedes glutamatbindenden Segment während des glutamatbindenden Prozesses verändert Form . Mit einer Kombination von Computer-Modellierung , biophysikalischen " Imaging " der molekularen Struktur , biochemische Analyse und elektrischen Überwachung von einzelnen Zellen , neckte die Forscher auseinander einige der Schritte in zwischen Null Aktivierung und vollständige Aktivierung . Sie konnten zeigen, dass die vier glutamatbindenden Segmente , zusätzlich zu ein schärferes Vorgehen gegen Glutamat, auch schaukeln hin und her, in Paaren , wenn weniger als vier Glutamate gebunden sind.
"Es ist noch nicht klar , wie diese Schaukelbewegung wirkt Rezeptorfunktion , aber wir wissen jetzt, dass die Aktivierung hängt davon ab, mehr als , wie viel jeder glutamatbindenden Segment Klemmen nach unten ", sagt Lau . Bisherige Entwicklung von Medikamenten, die an den Rezeptor konzentriert sich auf die vier Glutamat - Bindungstaschen . "Unsere Entdeckung dieser Molekularbewegung könnte die Entwicklung von Medikamenten durch die Enthüllung zusätzliche drogenBindungsStellen auf dem Rezeptor zu unterstützen ", fügt er hinzu.