ω- 3脂肪酸可能持有开放血脑屏障的关键

壮观的图像航天飞机ω- 3脂肪酸的分子进入大脑可能会打开一个门口提供大脑神经治疗。

“我们设法获得一个转运蛋白的三维结构,它提供了一个网关ω- 3脂肪酸进入大脑。在这个结构中,我们可以看到ω- 3脂肪酸绑定到运输车。这一信息可能会让药物的设计模仿ω- 3脂肪酸劫持这系统和进入大脑,”第一作者迷迭香j .满足博士说西蒙斯哥伦比亚大学社会毫无实验室研究员瓦大学的内科医生和外科医生。

这项研究是6月16日在线发表在《自然》杂志上。

治疗神经系统疾病的一个主要挑战是获得跨血脑屏障药物——一层紧密的细胞行大脑的血管和热忱块毒素、病原体,和一些营养物质进入大脑。不幸的是,这层也能阻止许多药物,否则有前途的候选人来治疗神经系统疾病。

基本营养素像ω- 3脂肪酸特别需要专用的运输车的帮助蛋白质认出他们,让他们在这一障碍。“转运蛋白就像保镖在俱乐部里,只让分子邀请或后台通行证,“满足说。

让ω- 3脂肪酸的转运体——或者保镖——在被称为MFSD2A满足的研究的重点。“理解MFSD2A是什么样子,以及它如何把ω- 3脂肪酸穿过血脑屏障可能为我们提供我们需要的信息来设计药物,能欺骗这个保镖,进入通过了。”

可视化MFSD2A,满足使用了一种叫做单粒子低温电子显微镜。

“这种技术的美妙之处在于,我们能够看到转运体的形状与细节到一米的1000000000的一小部分,”说研究领导者菲利普不全,生理和细胞生物物理学博士学位,副教授瓦医生和外科医生学院和哥伦比亚大学的专家膜蛋白的结构和功能。“这信息是至关重要的在分子水平上理解了运输车工作。”

低温电子显微镜分析、蛋白质分子是悬浮在电子显微镜下一层薄薄的冰。数以百万计的强大的相机拍照的蛋白质从无数的角度,然后可以拼凑构建3 d地图。

到这张地图人员可以构建一个蛋白的三维模型,将每个原子在它的位置。“这让我想起了解决一个拼图,“毫无解释道。这种技术已经成为非常强大的可视化生物分子近年来,部分由于约阿希姆•弗兰克博士,哥伦比亚大学的生物化学与分子生物物理学教授瓦大学的内科医生和外科医生,他在2017年获得了诺贝尔奖的作用在发展中低温电子显微镜数据分析算法。

“我们的结构表明,MFSD2A有一个碗的形状和ω- 3脂肪酸绑定到一个特定的这碗,“满足解释道。“碗是颠倒的,面临的内部细胞,但这只是一个3 d的快照蛋白质,在现实生活中已经搬到运输的ω- 3脂肪酸。确切地了解它是如何工作的,我们需要多个不同快照或者,更好的是,电影运输车的运动。”

了解这些运动的样子,第二个也是此项研究的领导者,乔治•Khelashvili博士,助理威尔康奈尔医学、生理学和生物物理学教授使用蛋白质的三维模型作为起点进行计算模拟,揭示出运输机移动和调整其形状释放ω- 3脂肪酸进入大脑。第三个也是此项研究的David银,博士,教授Duke-NUS医学院在新加坡和先锋MFSD2A生物学,和他的团队一起测试和证实假说源于结构和计算模拟MFSD2A如何查明特定部分的蛋白质是重要的。

团队还包括纽约研究人员结构生物学中心,芝加哥大学和亚利桑那大学,所有使用特定的技能使这个项目成为可能。

团队正在调查如何转运体首先承认从血液中ω- 3脂肪酸。“但我们的研究已经给我们巨大的洞察如何MFSD2A提供ω- 3脂肪酸对大脑,我们很兴奋地看到,结果导致“满足说。

参考:蔡GL,满足RJ Erramilli SK, et al . omega - 3脂肪酸的结构基础运输穿过血脑屏障。自然。2021:1-5。doi:10.1038 / s41586 - 021 - 03650 - 9

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