Исследователи изучают транспорт нейротрансмиттеров с помощью рентгеновской кристаллографии и молекулярного моделирования.

Ученые из Исследовательского центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ объединили усилия со своими коллегами из Юлихского исследовательского центра, Германия, и выяснили, как ионы натрия управляют транспортом глутамата в центральной нервной системе. Глутамат является наиболее важным возбуждающим нейротрансмиттером и активно удаляется из синаптической щели между нейронами специализированными транспортными белками, называемыми переносчиками возбуждающих аминокислот (EAAT). Результаты опубликованы в Science Advances .

Глутамат передает активирующие сигналы от одного нейрона к другому. Чтобы гарантировать точное прекращение глутаматергической передачи сигналов, нейромедиатор быстро удаляется из синаптической щели после его высвобождения; это задача специализированных белков, транспортеров глутамата EAAT.

EAAT являются вторичными активными переносчиками и используют градиенты концентрации ионов натрия для управления захватом глутамата клетками. С этой целью переносчики связывают нейротрансмиттер вместе с тремя ионами натрия с внешней стороны мембраны, чтобы доставить свой груз внутрь клетки. Таким образом, физиологический градиент натрия с более высокими концентрациями ионов во внеклеточном пространстве, чем во внутриклеточном, служит источником энергии.

Однако неясно, как EAAT координируют связанное связывание глутамата вместе с ионами натрия и как ионы управляют этим процессом. Теперь исследователи ответили на этот вопрос: рентгеновская кристаллография с высоким разрешением предоставила невероятно точные структурные снимки связанного натрием транспортера глутамата прямо перед связыванием глутамата. Молекулярное моделирование на суперкомпьютерах Jülich и функциональные эксперименты могут затем определить, как связывание двух ионов натрия запускает связывание глутамата и третьего иона натрия.

Эти результаты раскрывают важные молекулярные принципы обработки информации в головном мозге и могут послужить основой для новых терапевтических подходов к ишемическим заболеваниям мозга, таким как инсульт, когда нарушение транспорта глутамата приводит к повышенным концентрациям глутамата . «Наши результаты дают представление о том, как транспорт нейротрансмиттеров работает в нервной системе млекопитающих и что может нарушить этот транспорт, вызывая проблемы с памятью и обучением», – комментирует Кирилл Ковалев из Центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector