自然:挑战套路！揭示谷氨酸与脑细胞表面离子型谷氨酸受体结合的新机制

来源：100医疗网原创2022-04-24 17:06

这些结果开辟了一条新的研究路线，这些作者现在正在探索神经元表面不同的辅助分子如何影响这种相互作用。

在一项新的研究中，来自哥伦比亚大学和卡内基梅隆大学的研究人员发现，大脑中最重要的分子之一并不像科学家想象的那样工作。这一发现可能有助于开发新一代更有效、副作用更少的神经和精神疗法。相关研究成果于2022年4月20日在线发表在《自然》杂志上，题目是《谷氨酸受体通道对亚电导水平的开放》。

这项新研究仔细研究了谷氨酸，这是大脑中最常见的神经递质。它与谷氨酸脑细胞表面的离子型谷氨酸受体(Iglur)结合，从而打开进入细胞的通道，并允许离子通过以传播电信号。

论文的共同作者、哥伦比亚大学生物化学和分子生物物理系副教授亚历山大索博列夫斯基(Alexander Sobolevsky)博士表示，大脑的工作方式是通过神经元之间的通信，iGluR是允许这种通信的主要受体。

每个iGluR可以结合多达四个谷氨酸分子，并产生四种不同程度的导电性。先前的研究以简单的逐步方式将结合与导电性联系起来，即，随着谷氨酸分子的每一次额外结合，导电性将进一步提高。

虽然这种解释是合理的，但没有人通过仔细观察来证实。在这项新的研究中，这些作者将一种名为cryo-EM的技术与复杂的数据分析相结合，首次揭示了谷氨酸与其受体iGluR结合时的详细结构图。

Sobolevsky说，我们实际上是在我们观察到所有这些中间产物的情况下进行实验的：它结合了一个谷氨酸，然后两个谷氨酸，三个谷氨酸，然后它结合了所有四个谷氨酸。

低谷氨酸浓度下的一系列结构，图片来自Nature，2022，DOI :10.1038/s 41586-022-04637-w。

这些结构图表明，谷氨酸只以特定的方式与iGluR的亚基结合。这推翻了每个亚单位独立结合谷氨酸盐的普遍观点，并指出了神经元信号转导和药物反应的新的复杂程度。

Sobolevsky和他的同事发现，谷氨酸分子必须与iGluR的两个特定亚基中的一个结合，然后谷氨酸才能与另外两个亚基结合，而不是直接的逐步过渡。此外，iGluR的电导率水平与结合的谷氨酸的量没有直接关系。一个iGluR可以结合两个或多个谷氨酸，但只能达到第一个导电水平。

这些结果开辟了一条新的研究路线，这些作者现在正在探索神经元表面不同的辅助分子如何影响这种相互作用。更多地了解谷氨酸受体iGluR的具体激活状态，可能有助于开发更好的药物来治疗与谷氨酸受体相关的疾病，如抑郁症、痴呆、帕金森病、癫痫和中风。(100yiyao.com)

参考资料：

1.Maria诉Yelshanskaya等人。自然，2022，doi :10.1038/s 41586-022-04637-w。

2.广泛的大脑受体隐藏着惊人的作用机制

https://www . cuimc . Columbia . edu/news/providend-brain-receptor-hides-surprise-mechanism-action

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