详细的图像揭示了影响大脑信号的相互作用

哥伦比亚大学的科学家已经获得了在脑中调节化学信号传导的AMPA受体和分子之间的第一个详细的相互作用图像。他们的发现可能有助于了解有助于阿尔茨海默氏症和帕金森病的病症，癫痫和精神分裂症的过程 - 可能导致药物的发展来抵消这些条件。

他们的最新发现于今天发表在神经元。

AMPA受体对大脑释放的化学信号做出反应，而化学信号反过来又支配着大脑的功能。AMPA受体信号转导功能障碍与多种神经功能障碍有关。但由于AMPA受体分布在整个大脑，旨在改变AMPA受体活性的药物有可能导致许多严重的副作用。

在一种新的方法中，科学家们一直在努力确定辅助亚单位(与AMPA受体合作的小蛋白质)是如何影响AMPA的受体功能。靶向这些蛋白质的药物可能对受体功能具有局部效果，降低副作用的潜力。

“以前，科学家们只是推测了AMPA受体和许多调节蛋白之间相互作用的精确性质，这些蛋白被认为是帮助化学信息从一个脑细胞传递到另一个脑细胞的，”亚历山大·索波列夫斯基博士说，哥伦比亚大学医学中心生物化学和分子生物物理学助理教授，也是这篇论文的主要作者。“我们现在有工具来构建这些相互作用的三维分子模型，使我们能够获得不同调控蛋白如何影响AMPA受体功能的高度详细的图片。”

在上一篇文章中发布的科学，Sobolevsky博士和团队使用了由共同作者Joachim Frank，Phd，生物化学教授和分子生物物理学教授以及Cumc的生物科学的技术，称为低温电子显微镜（Cryo-EM）。Cryo-em赢得了弗兰克博士2017年的生物医学科学奖，通过组合许多二维图像来揭示蛋白质的三维结构。使用Cryo-em，研究人员能够在调节AMPA受体调节AMPA受体和调节蛋白质之间的相互作用。

“我们以前的研究表明，Stargazin如何过度激活AMPA受体，引起过度和潜在的毒性，带正电荷的离子涌入神经元，”Sobolevsky博士和弗兰克博士的博士候选人兼第一位两项研究的作者。“我们想知道其他人调节蛋白可能会影响AMPA受体的自我关闭机制，从而保护神经元免受这类损伤。”

在目前的研究中，研究人员使用了Cryo-EM构建了AMPA受体与监管之间的相互作用的三维模型蛋白质GSG1L，加强关闭机制。该数据揭示了在截止（脱敏）过程中发生的AMPA受体的结构变化，以保护神经元免受带正电荷的过度的过滤。

“随着有关关闭机制的新信息，研究人员可能能够设计针对这些过程和相关疾病的疗法，”Twomey说。

论文题目为“AMPA受体-辅助亚基复合物脱敏的结构基础”。

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