2009-11-30

Subject: 'Templo' da mente desvendado

 

'Templo' da mente desvendado

 

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receptor glutamato @ Gouaux, E./NatureA estrutura completa de uma diabolicamente complicada e importante proteína cerebral foi finalmente determinada pelos investigadores, potencialmente permitindo o desenvolvimento de novos tratamentos para perturbações neurológicas.

Eric Gouaux e os seus colegas tomaram em mãos a difícil tarefa de mapear a estrutura de um receptor glutamato, uma proteína que medeia os sinais entre neurónios do cérebro e noutros locais do sistema nervoso. Pensa-se que o receptor também é crucial para os processos de memória e aprendizagem.

A imagem resultante "diz-nos coisas acerca da organização do receptor que não tínhamos antecipado", diz Gouaux, cristalógrafo de proteínas na Universidade de Saúde e Ciência do Oregon em Portland. O seu trabalho foi publicado online pela revista Nature.

Os investigadores estudaram um receptor glutamato de rato conhecido por GluA2. Fizeram crescer um cristal de muitas dessas proteínas e expuseram-no a um feixe de raio-X. Ao observarem de que forma os raio-X eram refractados pelo cristal foram capazes de produzir uma imagem ao nível atómico da proteína.

Em humanos, estes receptores funcionam como interruptores no sistema nervoso central. Quando o neurotransmissor glutamato se liga ao receptor, este abre um canal de iões na membrana do axónio, permitindo aos iões atravessar a membrana. Isto na formação de um impulso nervosos que se deslocam ao longo do nervo.

Até agora, a estrutura de um receptor glutamato intacto nunca tinha sido vista. Conhecer a sua forma não só irá permitir aos cientistas compreender melhor o seu funcionamento mas também irá ajudar os que trabalham para desenvolver terapias para perturbações como a epilepsia e a doença de Alzheimer.

A forma deste receptor pode agora ser tida em conta quando se produzirem moléculas que funcionem como medicamentos que funcionem ligando-se a ele. "Se sabemos como é a fechadura podemos fazer uma chave muito melhor", diz Gouaux. "Se não sabemos, andamos às apalpadelas."

 

O receptor GluA2 tem a forma de um Y maiúsculo com três partes principais. No topo tem dois prolongamentos, que permitem a modificação do receptor. Abaixo desta zona está o local onde o glutamato se liga, desencadeando a abertura do canal iónico e no fundo está o próprio canal, formado, dizem os autores, "como um templo Maia".

O receptor é formado por quatro subunidades quimicamente idênticas mas, surpreendentemente, dobradas de forma diferente (ver imagem). "O mais completamente espantoso é que duas subunidades são completamente diferentes das outras duas", diz Gouaux. "Essa diferença não era nada antecipada."

Stephen Traynelis, chefe de um laboratório especializado em receptores glutamato na Universidade de Emory em Atlanta, Geórgia, diz que a estrutura vai trazer um impulso enorme à biologia dos receptores. Trabalhos anteriores dependiam de inferências mas agora os investigadores têm um receptor completamente mapeado com o qual podem voltar às suas pesquisas anteriores e reinterpretá-las. 

"Isto vai ser imensamente útil", diz Traynelis. "É complicado exagerar a importância desta situação, provavelmente um dos artigos mais importantes da ser publicado neste campo nos últimos 10 anos."

O artigo de Gouaux apresenta a estrutura com o canal fechado. Traynelis considera um objectivo futuro crucial analisar a estrutura do receptor com o canal iónico aberto.

Cristalizar qualquer proteína membranar para permitir a determinação da sua estrutura através de raio-X é um enorme desafio, diz Elek Molnar, neurocientista que trabalha com receptores glutamato na Universidade de Bristol. No caso deste "excelente artigo", os investigadores trancaram quimicamente o receptor numa conformação, com o canal iónico fechado, para ajudar na cristalização e na visualização.

Trabalhos futuros devem permitir aos investigadores de que forma o receptor interage com outros elementos do sistema nervoso, como as proteínas auxiliares. "É como fornecer um esqueleto", diz Molnar. "Investigações futuras podem agora ligar-lhe músculos, tendões e sucessivamente." 

 

 

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