大脑可以保持功能即使重要酶休息
在一个新的突破锡我们对哺乳动物大脑的理解,哥本哈根大学的研究人员发现了一个令人难以置信的。即一种至关重要的酶,使大脑信号是随机打开和关闭,甚至长达数小时的“下班休息”。这些发现可能对我们产生重大影响的理解大脑和制药的发展。今天,发现自然的封面上。
数以百万计的神经元不断传递相互塑造的思想和记忆,让我们转移我们的身体。两个神经元见面时交换消息,从一个神经元神经递质运输到另一个的帮助下一个独特的酶。
这个过程是至关重要的神经沟通和所有复杂生物的生存。全世界直到现在,研究人员认为这些酶活性不断随时传达重要的信号。但这远非如此。
使用一项开创性方法,哥本哈根大学的研究人员仔细研究过酶的化学,发现其活动是打开和关闭随机间隔,这与我们之前的理解。
“这是第一次有人研究过这些哺乳动物大脑酶一个分子,我们敬畏的结果。与流行的看法相反,与其他蛋白质,这些酶可以停止工作几分钟到几小时。尽管如此,人类和其他哺乳动物的大脑能够奇迹般地功能,“Dimitrios Stamou教授说,这项研究中心的几何设计蜂窝系统在哥本哈根大学的化学系。
直到现在,这样的研究进行了非常稳定的酶的细菌。使用新的方法,研究人员调查了哺乳动物的酶首次分离出老鼠的大脑。今天,这项研究发表在著名科学杂志《自然》的封面。
对神经元沟通Enzyme-switching可能产生深远影响
使用神经递质神经元沟通。两个神经元之间传递消息,神经递质是首先注入小膜膀胱(称为突触囊泡)。膀胱作为容器存储两个神经元之间的神经递质和释放他们只有当它是传递一个消息的时候了。
本研究的核心酶,称为V-ATPase,负责提供神经递质泵的能量在这些容器。没有它,神经递质不会注入容器,容器不能神经元之间传递消息。
但研究表明,在每个容器中,只有一个酶;当这种酶开关,就不会有更多的能量来驱动加载的神经递质到容器中。这是一个全新的、意想不到的发现。
“这几乎是难以理解的非常关键的加载过程中神经递质容器是委托给每个容器中只有一个分子。特别是当我们发现40%的时间关闭这些分子,“Dimitrios Stamou教授说。
这些发现提出了许多有趣的问题:
“关闭容器的能源意味着许多人确实是空的神经递质?将空集装箱的大部分显著影响神经元之间的沟通?如果是这样,这是一个“问题”,神经元进化到规避,或可能是一个全新的方式编码在大脑中重要的信息?只有时间会告诉你,”他说。
一个革命性的方法筛选V-ATPase药物
V-ATPase酶是一种重要的药物目标因为它在癌症中扮演关键角色,癌症转移以及其他危及生命的疾病。因此,V-ATPase是一个有利可图的抗癌药物开发的目标。
现有分析筛选药物同时V-ATPase基于平均信号从数十亿的酶。了解药物的平均效应就足够了,只要一种酶的不断工作时间或当酶大量一起工作。
“然而,我们现在知道V-ATPase也一定是正确的。因此,它突然变得至关重要的方法来衡量个人的行为V-ATPases为了理解和优化效果的药物,”博士说,这篇文章的第一作者Elefterios Kosmidis,化学系,哥本哈根大学,负责实验在实验室里。
这里开发的方法是第一人,可以测量的影响药物的服用ppi单一V-ATPase分子。它可以检测电流小于标准一百万倍膜片钳方法。
参考:航天飞机CG Kosmidis E Preobraschenski J, et al .调节哺乳动物大脑V-ATPase通过ultraslow模式切换。自然。2022,611 (7937):827 - 834。doi:10.1038 / s41586 - 022 - 05472 - 9
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