神经科学家发现大脑中重要蛋白质的新结构

经过五年的实验，哥本哈根大学的研究人员成功地结晶并绘制了一种新构型的LeuT，LeuT是一种细菌蛋白，与大脑所谓的神经递质转运蛋白属于同一家族的蛋白质。

这些转运蛋白是位于细胞膜上的特殊蛋白质。作为一种真空吸尘器，它们可以重新吸收神经细胞在相互发送信号时释放的一些神经递质。

一些药物或物质通过阻断转运蛋白，增加神经细胞外部某些神经递质的数量来发挥作用。例如，抗抑郁药抑制神经递质5-羟色胺的再摄取，而麻醉药如可卡因则抑制神经递质多巴胺的再摄取。

转运蛋白对于调节大脑中神经元之间的信号传递以及从而平衡整个系统的工作方式极为重要。生物医学系的第一作者兼副教授卡米尔·格特弗莱德(Kamil Gotfryd)说，在研究过程中，他是神经科学系的博士后。

这项新发现不仅为我们提供了有关复杂转运蛋白的其他基础科学知识。它还具有与开发药理学方法有关的观点，通过这些观点我们可以改变转运蛋白的功能。换句话说，这一发现可能会带来更好的毒品。

从细菌到人脑

进化的转运蛋白源自最原始的细菌，这些细菌已经发展使其能够从环境中吸收营养物质(例如氨基酸)以生存。

从那时起，专门的运输车就发展成能够执行各种功能。例如，将神经递质转运到人脑的神经元中。仍然，基本原理是相同的，即运输器通过分别交替地打开和关闭电池的内部和外部而起作用。

当转运蛋白向外打开时，它可能捕获转运蛋白或氨基酸。此后，蛋白质利用钠离子改变其结构，以使其向外封闭，而向细胞内部开放，在此释放并吸收被运输的物质。

全周期

近年来，X射线晶体学使研究人员能够绘制出转运蛋白机制的三个阶段：向外打开，向外闭塞和向内打开。

为了使循环完整，研究人员长期得出结论，该蛋白质还必须有一个内向封闭的阶段。但是，由于该结构是不稳定的，长期以来很难将其冻结并因此能够对其进行映射。

但是现在，经过多次试验，哥本哈根大学的研究人员已经成功地在那个阶段保留了亮氨酸发射器的转运蛋白-LeuT。

``我们已经为此工作了五年，无论我们做什么，我们都没有想要的结构。但是突然间发生了。”神经科学系教授兼系主任Ulrik Gether说。

“我们的研究实际上-我会说-'缺失的环节'。他补充说，这种结构已经丢失了，了解运输者正在经历的整个周期非常重要。

更多发现的关键

Ulrik Gether解释说，解决长期存在的谜题的关键部分是转运蛋白的突变，部分是相关的，但稍大的苯丙氨酸分子替代了亮氨酸。

可以说，这种结合将转运蛋白保持足够长的时间处于所需位置，以使研究人员可以纯化，结晶和绘制其结构。

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