Pesquisadores do Centro Médico (CUMC), da Universidade de Columbia capturaram as primeiras imagens tridimensionais do glutamato receptor subtipo AMPA (alfa-amino-3-hidroxi-metil-5-4-isoxazolpropiónico) em ação. O receptor, que regula a maioria dos sinais elétricos do cérebro, está envolvido em muitas atividades cerebrais importantes, incluindo a memória e aprendizagem.
Os resultados foram publicados hoje na revista Nature. "Com estas novas descobertas pode-se agora, pela primeira vez visualizar como o neurotransmissor glutamato abre os canais de íon receptores de glutamato", diz médico Alexander Sobolevsky, professor associado de bioquímica e biofísica molecular da Columbia e autor sênior do estudo . "Este é o processo fundamental que afeta diretamente o aprendizado e a memória, e encontrar os determinantes estruturais tem sido o principal objetivo da Neurociência Molecular dos anos noventa".
Mais sinalização do cérebro, é controlada por glutamato, um neurotransmissor que ativa as proteínas de superfície dos neurônios, chamados receptores de glutamato. Estes receptores são a base de uma variedade de funções cognitivas, incluindo a aprendizagem e memória. Os receptores de AMPA são o glutamato que abre e fecha muito rapidamente em menos de um milisegundo - e estão envolvidos em processos rápidos do cérebro, tais como a percepção rápida e as reações de um ambiente corporal circundante.
Eles capturam primeiras imagens de receptor cerebral primário em ação
Antes disso, de laboratório Sobolevsky já tinha decifrado a estrutura de receptores de AMPA isoladamente e em colaboração com outras proteínas que regulam a velocidade e a força de conexões sinápticas. Neste último estudo, os pesquisadores capturaram o receptor AMPA em ação, e pode ver como o glutamato ativa o receptor para permitir que os íons fluam ao longo de um canal para iniciar a sinalização cerebral. Isso fornece a primeira evidência clara de como receptores mediam a função cerebral.
Para congelar o receptor de AMPA num estado ativo, os investigadores o fundiram com stargazin, uma proteína reguladora que provoca a abertura do canal. As imagens capturadas mostram que as moléculas de sinalização, tais como quando o glutamato está presente, a entrada do receptor de AMPA, que consiste de quatro unidades, é aberto como se fosse o diafragma de uma câmara, ou abertura, para revelar a sua entrada dos poros. Para dirigir a através do mesmo íons, o diâmetro de recepção do canal é alargado e o revestimento empurra os íons dentro da célula.
"Estas descobertas fundamentais têm implicações para nossa compreensão da neurotransmissão de glutamato, o principal agente transmissor do nosso cérebro", diz Dr. Edward C. Twomey, primeiro autor do estudo. "Entender esse processo terá impacto sobre futuros estudos sobre a sinalização do glutamato no tratamento de doenças degenerativas na concepção de medicamentos."
Para estudar o equipamento receptor usado Sobolevksy o crio-microscopia, uma técnica que captura um grupo de imagens bidimensionais de uma molécula com uma combina estruturais imagem tridimensional. O método foi desenvolvido pelo co-autor e Dr. Joachim Frank, professor de Bioquímica e Biofísica Molecular em CUMC.
Defeitos em receptores de glutamato estão implicados em doenças neurodegenerativas tais como a doença de Alzheimer ou de Parkinson, doença de Huntington, a esclerose múltipla e glaucoma. Também em transtornos psiquiátricos, como ansiedade, depressão e esquizofrenia. Também em distúrbios agudos, tais como trauma cerebral e acidente vascular cerebral. Fonte: Nature. Original em espanhol, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Fantasy Mundo.
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