详细图片揭示交互影响大脑的信号

哥伦比亚大学的科学家们获得第一的详细图片AMPA受体之间的相互作用和分子调节大脑的化学信号。他们的发现可能有助于理解过程,有助于疾病如阿尔茨海默氏症和帕金森疾病,癫痫,精神分裂症可能导致药物来对抗这些条件的发展。

他们最近的研究结果发表在今天神经元。

AMPA受体对大脑中的化学信号的释放,进而支配大脑功能。功能障碍的AMPA受体信号与多种神经系统疾病有关。但是因为AMPA受体的形式分布于整个大脑,药物旨在修改AMPA受体活动可能会导致许多严重的副作用。

在新方法中,科学家们一直在努力确定辅助subunits-small蛋白质与AMPA receptors-affect AMPA受体的功能。药物目标这些蛋白质可能局部影响受体功能,减少潜在的副作用。

“以前,科学家们只推测AMPA受体之间的相互作用的确切性质和许多调控蛋白,帮助大脑化学信息的传播从一个细胞到另一个,”亚历山大Sobolevsky说,博士,生物化学和分子生物物理学助理教授哥伦比亚大学医学中心和论文的主要作者。“我们现在有工具来构建这些交互的三维分子模型,使我们能够获得一个非常详细的图片不同的调控蛋白如何影响AMPA受体的功能。”

在先前发表的论文科学Sobolevsky博士和他的团队使用了一个技术引领的合著者约阿希姆•弗兰克博士,生物化学和分子生物物理学教授和生物科学在CUMC,称为低温电子显微镜(低温电子显微镜)。低温电子显微镜,赢得了2017年威利奖弗兰克博士在生物医学科学,揭示了蛋白质的三维结构通过结合大量的二维图像。使用低温电子显微镜,研究人员能够查看AMPA受体之间的相互作用和stargazin-one调节AMPA受体的调控蛋白。

“我们先前的研究显示如何stargazin overactivates AMPA受体,导致过度,和潜在的有毒,带正电的离子流入到神经元,”爱德华Twomey说,实验室的博士生Sobolevsky博士和弗兰克,和这两项研究的第一作者。“我们想知道调节蛋白可能会影响AMPA受体的self-shutoff机制可以保护神经元免受这种类型的伤害。”

在最近的研究中,研究人员使用低温电子显微镜构造的三维模型AMPA受体之间的相互作用和监管蛋白质GSG1L,加强关闭机制。结构变化的数据显示AMPA受体在关闭(脱敏)过程中发生的保护神经元的过度涌入带正电的离子。

“新信息关闭机制,研究人员可以设计疗法这一目标这些流程和相关疾病,“Twomey说。

本文题为“结构性基地的脱敏AMPA Receptor-Auxiliary亚基复合物。”