多巴胺,“快乐激素”是一个主要的神经递质。新发现在大脑中产生多巴胺如何帮助开发新的治疗神经和神经退行性疾病。
在我们的大脑中,有数十亿神经细胞使用信号物质被称为神经递质的相互交谈。这些神经递质多巴胺之一,许多被称为幸福激素之一。除了给我们的奖励和满意度,多巴胺对电动机控制也很重要,浓度,学习和关注。多巴胺的重要性变得非常清晰的帕金森症患者。这些病人的大脑中,细胞合成和分泌多巴胺死去。这些细胞被称为多巴胺能神经元和多巴胺作为小工厂。帕金森患者的心理和生理症状只发生在大约一半的这些细胞已经一去不复返了。这意味着疾病才发现发生了很大的伤害。的一个目标研究大脑的多巴胺系统是找出如何发现帕金森病及相关疾病在早期阶段。
“通过这种方式,你可以找到药物可以阻止疾病进一步发展”,研究员说玛蒂·Innselset Flydal,卑尔根大学的生物医学。
了解多巴胺调节自己的生产
酶是一种具有催化作用的蛋白质在体内的化学反应。酶的三维结构是绝对有必要的活动和监管。中产生多巴胺的细胞内,有大量的酶酪氨酸羟化酶(TH)。
”这样的3 d结构可以告诉我们如何细胞过程发生在原子水平,因此还如何在酶,找到有针对性的治疗,纠正错误,例如,疾病发生突变。TH,这种突变导致TH不足,神经系统疾病分类的子群帕金森症”,极光马丁内斯教授说,在生物医学、UiB。
在她的研究小组,这是一个合作伙伴在Neuro-SysMed中心,他们工作了解蛋白质结构水平。换句话说,他们试图找出突变导致蛋白质功能缺陷以及这些缺陷可以修理。TH的专门的任务是将氨基酸酪氨酸转化为左旋多巴,由另一个进一步转化为多巴胺酶。众所周知,TH调节多巴胺的合成的关键酶,但尚未理解以何种方式发生的结构细节。它早就知道,多巴胺可以调节自己的生产。多巴胺可以绑定到TH酶灭活。这种监管机制被称为负反馈,确保多巴胺合成细胞有足够的多巴胺时是关闭的。
“当多巴胺水平下降,细胞信号通路将被激活。这导致TH被修改,所谓的磷酸化,导致多巴胺释放酶被激活”,研究员符文Kleppe说职业医学学系Helse卑尔根,他也参与了这项研究。
这些监管机制之间的相互作用,研究人员现在认为他们能够理解的细节。
”这一知识给了我们新的机会发展药物神经和神经退行性疾病”,马丁内斯教授说。
使用复杂的方法
这些研究结果是长期的产品和领先的研究活动,美国生物医学(UiB)和Helse卑尔根和蛋白质结构的研究小组Centro Nacional de Biotecnologia何塞玛丽亚Valpuesta教授(CNB-CSIC)在马德里,使用先进的冷冻电子显微镜和高分辨率决定蛋白质的三维结构。
“冷冻电子显微镜已经基本找到TH是什么样子,也能看到它如何改变时结合多巴胺”,说马丁内斯(见图)。
参考:
Bueno-Carrasco MT, Cuellar J, Flydal MI, et al .结构性机制抑制酪氨酸羟化酶和多巴胺的再活化Ser40磷酸化。Nat Commun。2022;13 (1):74。doi:10.1038 / s41467 - 021 - 27657 - y
