印度科学研究所(IISc)的研究人员和合作者利用一种强大的显微镜技术——冷冻电镜(Cryo-EM)，破译了一种控制关键神经递质运动的转运蛋白的分子结构。他们的研究成果发表在《自然结构与分子生物学》杂志上。
神经元或神经细胞通过释放被称为神经递质的化学信号进行交流。每一种神经递质都能激活一组叫做受体的特定蛋白质，这些蛋白质反过来激发或抑制神经交流。兴奋和抑制之间的平衡对于神经回路维持正常的结构和功能至关重要。兴奋性或抑制性输入的不平衡会导致癫痫、焦虑和精神分裂症等疾病。
抑制性神经递质γ -氨基丁酸或GABA平衡了另一种神经递质谷氨酸的兴奋性输入。GABA驱动的神经突触(神经元之间的连接)信号由GABA受体蛋白调节，GABA受体蛋白与电路中先前神经元释放的GABA相互作用。
释放到神经突触的过量伽马氨基丁酸需要再循环到神经元和周围的神经胶质细胞中，以便随后的释放事件发生。GABA转运蛋白(GATs)是参与这一步骤的主要分子——它们利用钠离子和氯离子将多余的GABA运回神经元。因此，GATs是协调GABA信号和功能的重要分子。因此，它们是治疗癫痫等疾病的重要目标。
目前的研究由印度科学院分子生物物理部门(MBU)副教授Aravind Penmatsa领导，利用低温电子显微镜破译了GAT的分子结构。这项技术有能力成像和重建比人类头发宽度小一百万倍的生物分子的结构。
研究人员纯化了GAT，并使用一种新方法在该分子上创建了抗体位点。抗体有助于增加蛋白质的质量，并有助于通过冷冻电镜改善成像。研究小组能够观察到GAT结构面向细胞质(细胞内部)，并与GABA分子、钠离子和氯离子结合。这种结合是GABA转运周期中许多关键步骤之一;破译它可以为GABA识别和释放到神经元的机制提供重要的见解。
高分辨率GAT结构的可用性对于开发用于治疗癫痫的GABA摄取特异性阻滞剂至关重要。这也将有助于研究阻断GABA摄取的药物如何与GATs相互作用。
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