Сотрудники Центра исследовательских работ молекулярных устройств старения и возрастных болезней МФТИ вместе с сотрудниками из Юлихского исследовательского центра (нем. Forschungszentrum Jülich GmbH) установили роль ионов натрия в переносе глутамата в центральной нервной системе.
Результаты исследования размещены в журнальчике Science Advances.
Глутамат служит нейромедиатором, передающим активирующий сигнал от нейрона к нейрону. Чтоб обеспечить корректную работу системы, нейромедиатор удаляется из синаптической щели скоро опосля его высвобождения из нервной клеточки. Эту задачку делают белки семейства EAAT — переносчики, либо транспортёры, глутамата.
Белки EAAT являются вторичными транспортёрами, способность которых возвращать глутамат назад в нервные (относящиеся к пучкам нервов) клеточки базирована на использовании перепада в концентрации ионов натрия снутри и снаружи клеточки. Для воплощения переноса транспортёр связывается с нейромедиатором и 3-мя ионами натрия в межклеточном пространстве. Концентрация натрия снутри клеточки существенно ниже, и конкретно этот перепад служит источником энергии, позволяющим белку перенести нейромедиатор через клеточную мембрану.
До недавнешнего времени оставались неясными подробности связывания белков EAAT с глутаматом и 3-мя ионами натрия, а также четкая роль крайних в переносе нейромедиатора. Создатели статьи в Science Advances ответили на этот вопросец, получив с помощью рентгеноструктурного анализа детализированное изображение в высочайшем разрешении, на котором виден переносчик глутамата опосля его связи с натрием, но до «подбора» нейромедиатора. Дальше ученые провели молекулярное моделирование на суперкомпьютерах Юлиха и ряд многофункциональных тестов, в итоге что удалось установить, каким образом присоединение 2-ух ионов натрия вызывает следующее связывание глутамата и третьего иона.
Результаты исследования открывают принципиальные молекулярные механизмы обработки инфы в мозге (Мозг — центральный отдел нервной системы человека и животных, расположенный в головном отделе тела) и могут лечь в базу новейших подходов к исцелению ишемических заболеваний мозга, таковых как инфаркт, при котором нарушение переноса глутамата приводит к увеличению его концентрации.
«Наши результаты посодействуют поглубже осознать, как работает транспорт нейромедиаторов в центральной нервной системе млекопитающих, и предпосылки нарушения этого транспорта. Крайнее приводит к дилеммам с обучением и памятью»,
ведает Кирилл Ковалев, сотрудник Центра исследовательских работ молекулярных устройств старения и возрастных болезней МФТИ.
