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科学家在原子尺度探明乙醇对中枢神经的影响

科学家在原子尺度探明乙醇对中枢神经的影响

乙醇是使用最广泛的消毒剂,也是酒精饮料的最主要成分。过量饮酒引发了全球性的公共健康问题,是青少年致残的首要原因。乙醇能够干扰许多基因的正常功能,其中包括中枢神经系统中的基因表达,而这一过程在细胞分子水平上的作用机制此前一直不得而知。

日前,法国巴斯德研究所和美国得克萨斯大学的研究人员合作,首次在原子尺度上探明乙醇(酒精饮料中的酒精)对中枢神经系统受体的影响,从而为研制能够缓解酒精反应的拮抗剂化合物开辟了新道路。相关研究论文在线刊登在了近期《自然—通讯》(Nature Communications)上。

受体是能与细胞外专一信号分子(如乙醇)结合而发生分子构象变化并引起细胞反应的一类蛋白质。法国和美国的科研人员通过X射线晶体学的观测方法,利用一种蓝藻细菌同系物的烟碱型受体,在原子尺度上观察到乙醇与受体形成的复杂结构,确定了其中的5个结合位点,揭示了乙醇刺激受体活性的机制。

将这一结果外推到人类自身,研究人员发现,乙醇与人体GABAA受体(大脑中最主要的抑制性神经递质)的结合位点与蓝藻受体完全一致。GABAA受体广泛地存在于神经元表面,是乙醇在人类中枢神经系统中的首要目标,可通过打开和闭合通道来调解神经冲动的传递。乙醇与人体GABAA受体结合后对神经信号的传递产生了抑制性效应,从而扰乱大脑功能。

这一研究成果有助于开发拮抗剂化合物来缓解酒精对大脑的影响,还可为酗酒成瘾者戒酒提供帮助。

原文检索:

Ludovic Sauguet, Rebecca J. Howard, Marc Delarue et al. Structural basis for potentiation by alcohols and anaesthetics in a ligand-gated ion channel. Nature Communications, 16 April 2013; doi:10.1038/ncomms2682

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