После пяти лет экспериментов, исследователи из Университета Копенгагена удалось кристаллизации и сопоставление романа конформации Лейт, бактериальный белок, который принадлежит к тому же семейству белков мозга так называемых нейромедиаторов перевозчиков.
Эти транспортеры являются специальные белки, которые сидят в клеточной мембране. Как некий пылесос, они обратного захвата некоторых нейромедиаторов, что нервные клетки выпускают при передаче сигнала друг с другом.
Некоторые препараты или вещества работают путем блокирования транспортеры, увеличивая количество некоторых нейромедиаторов вне нервных клеток. Например, антидепрессанты ингибируют обратный захват нейромедиатора серотонина, а наркотики, такие как кокаин блокирует обратный захват допамина.
‘Транспортеры являются чрезвычайно важными для регулирования сигнализации между нейронами в головном мозге и, таким образом, баланс как работает вся система. Вы не можете обойтись без них, — говорит Камиль Gotfryd, первый автор и доцент кафедры медико-биологических дисциплин, которые в ходе исследования был постдок на кафедре неврологии.
‘Не только новое открытие дает нам дополнительные базовые научные знания о сложных белков транспортера. Она также имеет перспективы в связи с разработкой фармакологических методов, с помощью которых мы можем изменить функции перевозчиков. Другими словами, это открытие может привести к лучшему препаратов, добавляет он.
От бактерий до человеческих мозгов
Эволюционные, перевозчики получают от самых примитивных бактерий, которые разработали их, чтобы поглощать питательные вещества, такие как аминокислоты, из окружающей среды, чтобы выжить.
С тех пор специализированные транспортеры разработаны для выполнения различных функций. Например, для транспортировки нейротрансмиттеров в нейроны в человеческом мозге. Все же, основной принцип тот же, а именно то, что транспортер функций путем поочередного открытия и закрытия внутренних и наружных ячейки, соответственно.
Когда перевозчик работает внешне, он может захватить передатчик вещества или аминокислоты. После этого, белок использует ионы натрия, чтобы изменить ее структуру так, что он будет близок внешне и вместо того, чтобы открыть в глубь клетки, где перевозили вещество высвобождается и всасывается.
Полный цикл
В последние годы, рентгеноструктурного анализа позволило исследователям сопоставить три этапа механизма транспортера: внешне открытых, закрытых внешне и внутренне открытым.
Для того, чтобы цикл был полным, исследователи уже давно пришли к выводу, что должна быть внутренне закупоренной стадии белок. Однако, поскольку эта структура является нестабильной, ее уже давно трудно заморозить его и таким образом иметь возможность сопоставить ее.
Но теперь, после многих испытаний, исследователи из Университета Копенгагена удалось сохранить транспортер для передатчика лейцин — в лейт — именно в этом этапе.
‘Мы работаем над этим в течение пяти лет, и что бы мы ни делали, мы никогда не получили структуры, которые мы хотели. Но вдруг это произошло, — говорит профессор и заведующий кафедрой Ульрик комплексы кафедры неврологии.
‘Наше исследование на самом деле — я бы сказал — ‘недостающее звено’. Эта структура уже не хватает, и это было важно для понимания всего цикла, которые перевозчик переживает’, — добавляет он.
Ключ к более открытий
Ульрик вместе объясняет, что ключ к разгадке давней тайны, отчасти мутация транспортера и частично заменить содержание лейцина по родственным, но немного крупнее молекулы фенилаланина.
Сочетание, так сказать, держал транспортер достаточно долго в нужное положение для исследователей для того чтобы очистить, кристаллизоваться, и ее структура.
В то же время, Ульрик вместе объясняет, что высокая степень сходства между различными типами транспортеров позволяет исследователям проводить параллели перевозчикам широкий спектр других нейромедиаторов.
‘Теперь, когда мы знаем больше о Лейт, результатом могут быть переданы другим перевозчикам других нейромедиаторов. Мы считаем, что мы можем обобщить и создать лучшие модели для, например, дофамина, серотонина и ГАМК транспортеров, которые являются мишенями для лекарственных препаратов для лечения СДВГ, депрессии и эпилепсии, соответственно, — говорит Ульрик вместе.
По словам главы департамента, следующий шаг-продолжить работу с перевозчиками нашли в человеческих нервных клетках.