Расшифрована структура ключевого белка-переносчика нейромедиатора
Исследователи из Индийского института науки (IISc) и их коллеги с помощью мощной методики крио-электронной микроскопии (Cryo-EM) расшифровали молекулярную архитектуру белка-транспортера, контролирующего перемещение ключевого нейромедиатора. Работа опубликована в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Роль ГАМК и её транспортеров
Нейроны общаются, высвобождая химические сигналы — нейромедиаторы. Тормозной нейромедиатор гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) уравновешивает возбуждающие сигналы от глутамата. Избыток ГАМК, высвобожденный в синапс (соединение между нейронами), необходимо вернуть в нейроны и окружающие глиальные клетки для последующего использования. Транспортеры ГАМК (GATs) — ключевые молекулы, отвечающие за этот процесс: они используют ионы натрия и хлора для перемещения избытка ГАМК обратно в нейроны. GATs жизненно важны для регуляции сигналинга ГАМК и являются важной мишенью для лечения таких состояний, как эпилепсия.
Метод и открытие
Исследование под руководством Аравинда Пенматсы, доцента отдела молекулярной биофизики IISc, расшифровало молекулярную архитектуру GAT с помощью крио-ЭМ. Эта техника позволяет визуализировать и реконструировать структуру биомолекул, которые более чем в миллион раз меньше ширины человеческого волоса.
Учёные очистили GAT и использовали новый подход, создав на этой молекуле сайт для связывания антитела. Антитела помогают увеличить массу белков и улучшить качество изображения при крио-ЭМ. Команда обнаружила, что структура GAT была обращена в цитозоль (внутрь клетки) и была связана с молекулой ГАМК, а также ионами натрия и хлора.
Значение исследования
Такое связывание — один из ключевых этапов цикла транспорта ГАМК; его расшифровка даёт важное понимание механизмов распознавания ГАМК и её высвобождения в нейроны. Наличие высокодетальных структур GAT критически важно для разработки специфических блокаторов обратного захвата ГАМК для лечения эпилепсии. Это также поможет изучить, как назначаемые для этой цели лекарства взаимодействуют с GATs.