Forskere oppdager hvordan natrium kontrollerer opioid reseptor signalering


Forskere oppdager hvordan natrium kontrollerer opioid reseptor signalering

Forskere har brukt 40 år på å finne ut hvordan det kjemiske elementet natrium kontrollerer signaleringen av opioidreseptorer i hjernen - en klasse av reseptorer som spiller en viktig rolle i smerteforstyrrelser og avhengighet. Nå sier forskere fra The Scripps Research Institute og University of North Carolina at de endelig har avdekket mekanismen.

Forskningsgruppen, ledet av Dr. Gustavo Fenalti fra The Scripps Research Institute (TSRI), sier at deres funn kan føre til utvikling av nye stoffer for en rekke hjernelaterte medisinske forhold.

Opioidreseptorer utløses naturlig av peptid-neurotransmittere - endorfiner, dynorfiner og enkefaliner - i hjernen.

Syntetiske og planteavledede stoffer, som morfin, kodein, oksykodon og heroin, kan også aktivere opioidreceptorer ved å etterligne peptid-neurotransmittere.

Forskere sier at deres oppdagelse av hvordan natriumkontroller opioidreseptorer i hjernen kan føre til nye behandlinger for hjernelaterte helsemessige forhold, som for eksempel humørsykdommer og smerteforstyrrelser.

I begynnelsen av 1970-tallet oppdaget forskere fra Johns Hopkins University at natriumioner fungerer som en bryter for signalering av opioidreseptorer, og dessuten kan ioner redusere samspillet mellom opioidpeptider og etterlikning av narkotika og opioidreceptorer.

Det har imidlertid vært uklart om hvordan natriumioner faktisk gjør dette.

Ifølge utrederne har opioidreseptorer vært vanskelige å studere. De merker at de er "spinkel og skjøre" når de opprettes i isolasjon, noe som betyr at de er vanskelige å analysere ved hjelp av standard "struktur-kartlegging" for store proteiner - kjent som røntgenkrystallografi.

Men for denne studien, har funnene nylig blitt publisert i tidsskriftet Natur Laget laget en ny "fusjonsproteinstabilisert" versjon av en stor opioidreseptor i den menneskelige hjerne - deltaopioidreseptoren.

De dannet krystaller av den nye reseptoren, og ved hjelp av røntgenkrystallografi kunne forskerne se strukturen ved en oppløsning på 1,8 åringer eller 180 trillioner av en meter. Etterforskerne merker at dette er det klareste bildet til dags dato for en opioidreseptor.

Aminosyrer rask natriumionaktivitet

Fra dette oppdaget forskerne at deltaopioidreseptoren har et "allosterisk natriumseter", der et natriumion kan komme inn og endre reseptoraktivitet.

De oppdaget også aminosyrer som er ansvarlige for å utløse den signalmodulerende aktiviteten til natriumioner og holde ionene på plass.

"Vi fant at nærværet av natriumion holder reseptorproteinet i en form som gir den en annen affinitet for sine tilsvarende nevrotransmitterpeptider," forklarer Dr. Fenalti.

Kommenterer deres funn, sier professor Raymond Stevens, fra TSRI og seniorforfatter av studien, at:

Denne oppdagelsen har hjulpet oss med å dechiffrere et 40 år gammelt mysterium om natriums kontroll av opioidreseptorer. Det er utrolig hvordan natrium sitter rett i midten av reseptoren som en co-faktor eller allosterisk modulator."

Etterforskerne skapte da nye tilpasninger av deltaopioidreseptoren ved å mutere aminosyrer i de viktigste natriumsider.

Fra dette fant utrederne at endringer i bestemte aminosyrer utløser store justeringer i den normale signalresponsen av deltaopioidreseptoren.

Forskerne sier at disse funnene betyr at det kan være mange måter der narkotika kan målrette ikke bare deltaopioidreceptorer, men også de andre to opioidreceptorene i hjernen, kalt mu og kappa.

"Natriumsitetarkitekturen og måten den virker på, virker i det vesentlige det samme for alle tre av disse opioidreseptortypene," sier Dr. Fenalti.

Samlet sier teamet at deres forskning kan føre til nye behandlingsmuligheter for medisinske forhold knyttet til hjernen.

"Det åpner døren for å forstå opioidrelaterte stoffer for å behandle smerte og humørsykdommer, blant annet," sier Dr. Fenalti.

I andre nyheter relatert til hjernens helse, Medical-Diag.com Nylig rapportert om en studie som tyder på at hjerneopplæring øker mentale ferdigheter hos eldre voksne, mens en annen studie tyder på at koffein kan øke langsiktig hukommelse.

Bergsmark (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis