Los científicos de EPFL han aclarado por primera vez cómo funciona un receptor de serotonina notoriamente elusivo con detalles a nivel de átomo. El receptor transmite señales eléctricas en las neuronas y está involucrado en varios trastornos, lo que significa que el descubrimiento abre el camino para nuevos tratamientos.
La serotonina es un neurotransmisor importante que regula el estado de ánimo, el apetito, el sueño, la memoria, el aprendizaje y otras funciones al unirse a proteínas receptoras dedicadas. Los receptores de serotonina se han investigado durante décadas, pero es difícil obtener detalles sobre su estructura y función.Los científicos de EPFL ahora han realizado la primera simulación por computadora de un receptor de serotonina notoriamente elusivo que está involucrado en la transmisión rápida de señales en las neuronas y juega un papel central en trastornos como la esquizofrenia, las náuseas de quimioterapia, el síndrome del intestino irritable, la ansiedad y las convulsiones.se publica en la revista Estructura .
El receptor 5-HT3 5-HT significa 5-hidroxitriptamina, el nombre técnico de la serotonina es el tercer miembro de una familia de receptores de serotonina. Está formado por cinco proteínas que forman un canal en forma de tubo a través delmembrana celular. Cuando la serotonina se une al receptor, se abre una puerta y permite que los iones de sodio, potasio o calcio cargados positivamente fluyan a través del canal. Esto cambia el equilibrio eléctrico entre el interior y el exterior de la neurona, y se emite una señal eléctrica.transmitido a través de la membrana celular.
En nuestro sistema nervioso central y periférico, tales receptores "activados por neurotransmisores" con canales iónicos como 5-HT3 son críticos para la señalización entre neuronas. Sin embargo, han sido notoriamente difíciles de estudiar con las herramientas tradicionales de biología estructural. Pero en 2014 Natureartículo, el laboratorio de Horst Vogel en EPFL publicó la primera estructura 3D de alta resolución y completa del receptor 5-HT3.
Ahora, el laboratorio de Vogel's ha seguido con una simulación completa de computadora de 5-HT3 que revela los movimientos de cada átomo a través de microsegundos y a una resolución atómica, sub-nanométrica. Esta llamada "simulación de dinámica molecular" utiliza la estructura de 5-HT3 receptor que el laboratorio de Vogel descubrió en 2014 para representar con precisión los cambios estructurales que sufre el 5-HT3 dentro de una membrana celular después de que la serotonina se une y la activa para abrir su canal iónico. Para asegurarse de que no estuvieran observando cambios estructurales aleatorios delreceptor, los investigadores también realizaron simulaciones del receptor sin el ligando.
"Nuestro artículo de 2014 presentó la arquitectura del neurorreceptor 5-HT3 con detalles atómicos", dice Horst Vogel. "Pero esa era una estructura estática que no explicaba cómo funciona el receptor como un canal de iones transmembrana controlado para transmitir señales eléctricas a través dela membrana celular "
Específicamente, el equipo de Vogel's quería saber cómo un ligando, por ejemplo, la serotonina, que se une a la parte de 5-HT3 fuera de la célula, puede abrir la puerta del canal de iones, que está enterrada dentro de la membrana de la célula a seis nanómetros de distancia, unconsiderable distancia en el mundo de las moléculas.
Con este grado de precisión, los investigadores confían en que la simulación ofrece una descripción realista de cómo funciona el receptor 5-HT3. Más allá de eso, también actúa como un modelo para la función de los receptores de canales iónicos activados por neurotransmisores engeneral.
"Los datos pueden ayudarnos a comprender cómo se transmiten las señales neuronales a escala atómica", dice Vogel. "Esto tendría un enorme potencial para el desarrollo futuro de fármacos y el tratamiento de trastornos relacionados con estos receptores, como esquizofrenia, ansiedad, náuseas yotros."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :