烟碱乙酰胆碱受体是为婚礼的到来做好了准备

UT西南研究人员已经确定了一个关键的结构一种叫尼古丁乙酰胆碱受体的蛋白质家族成员在三个不同的形状。工作,今天在网上发表细胞,最终可能导致新药物治疗大范围的疾病或感染包括精神分裂症、肺癌,甚至COVID-19。

烟碱乙酰胆碱受体是更广泛的成员super-family被称为Cys-loop受体的蛋白质作为离子通道在细胞表面的细胞膜中发现许多细胞类型。当对这些受体分子落定,它打开封闭的渠道,让离子洪水从外到内的细胞触发其他细胞过程。乙酰胆碱烟碱乙酰胆碱受体反应,分子神经细胞相互通信。然而,他们也对其他分子发现在体外,如尼古丁,必要的营养胆碱和毒素的皮肤上发现毒镖蛙叫epibatidine。

这些受体在神经已确定,肺和免疫细胞,连接到精神疾病、神经退行性疾病,肺癌,甚至COVID-19破坏性免疫反应的特点和其他感染。

研究人员之前确认的结构的一些成员Cys-loop super-family,一个重要的一步创建适合在这些离子通道的药物阻止或增强其功能。然而,说研究领导人科琳·m·Noviello博士UTSW资深研究科学家瑞安·e·海布斯博士。,神经科学和生物物理学副教授UTSW,的形状、或构象,这些通道不是固定的。Cys-loop受体循环三个主要国家在他们的控制周期对应于当他们关闭,等待回复配体,或激活分子(静息状态);当他们对离子的配位体,打开流(打开状态);或者当他们仍然拿着配体但关上(麻木的状态)。

后投出多年来描述关键烟碱乙酰胆碱受体的结构称为α7 Noviello和海布斯UTSW后于2016年重大推动购买设备低温电子显微镜或低温电子显微镜。这项技术让科学家将生物分子原子水平分辨率的照片。当研究者和他们的同事添加到α7伴护蛋白质-蛋白质,帮助支持和保护其他蛋白质——它帮助α7保持其适当的形状。

有了这些新的工具,研究人员在其成像α7不同的构象。因为α7结构是动态的,让它转变和摆动,研究添加不同的配体稳定,所以低温电子显微镜图像不会从运动模糊。当他们分析这些图像、Noviello希布斯,和他们的同事们发现了几个有趣的结构特点,帮助解释α7的一些不同寻常的特性。例如,一个带负电荷的氨基酸在α7内部通道似乎吸引带正电的从细胞外钙,解释为什么α7如此渗透钙。同时,弯曲结构a7似乎函数作为一个门闩打开封闭的通道。

团队说,这些新发现结构α7最终可能被用作模板制药公司研发新药物这目标和相关的烟碱乙酰胆碱受体。他们计划继续研究α7在不同细胞类型,以及它如何与其他分子的相互作用和蛋白质。

“我们知道这个重要的受体上发现很多不同的细胞类型,我们将越接近了解它的功能在生理和疾病,“海布斯说,埃菲玛丽凯恩学者在医学研究和成员彼得·欧唐纳。大脑研究所。

参考:Noviello CM, Gharpure Mukhtasimova N, et al。结构和闸门机制α7烟碱乙酰胆碱受体。细胞。doi: 10.1016 / j.cell.2021.02.049。

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