N-Methyl-D-アスパラギン酸受容体の略であるNmdarは、ニューロン間の接合部である脳のシナプスにイオンチャネルを形成するタンパク質です。学習、記憶、シナプスの可塑性に重要な役割を果たします。これは、シナプスが時間の経過とともに強化または弱体化する能力です。 NMDAR機能の調節不全は、統合失調症、アルツハイマー病、脳卒中を含むさまざまな神経障害に関連しています。
ジャーナル「Nature」に掲載された最近の研究では、カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の研究者は、最先端のイメージング技術であるCryo-Electron顕微鏡を採用して、Atomic近くの解像度でNMDARの動的な構造変化をキャプチャしました。彼らは、NMDARと「IfenProdil」として知られる有望な薬物候補の間の相互作用に特に焦点を当てていました。
チームは、IfenProdilに拘束すると、Nmdarは「ひねり」の動きを行うダンサーに似た劇的な立体構造の変化を受けたことを観察しました。タンパク質の細胞外ドメインは、膜貫通ドメインに対してねじれて回転し、イオンチャネルのアーキテクチャを変化させました。この立体構造の再配列は、NMDAR活性の低下とシナプス全体のイオンの流れの減少をもたらしました。
研究者たちはまた、NMDARの「ねじれ」のダンスの動きが薬の治療効果に不可欠であることを発見しました。 IfenProdilは、神経障害の動物モデルの損傷からニューロンの過剰発現性を低下させ、ニューロンを保護するのに効果的であることがわかった。さらに、薬物候補は、統合失調症の動物モデルにおける認知機能を改善することに有望を示しました。
これらの発見は、NMDAR機能の根底にある分子メカニズムに関する重要な洞察を提供し、神経障害のより効果的で標的療法の開発への道を開きます。薬物結合によって誘発される正確な立体構造の変化を理解することにより、科学者は、より正確で副作用が少ないNMDAR活性を調節する薬物を設計できます。
この研究では、タンパク質の動的な挙動を捕捉する際の極低電子顕微鏡の力を強調し、創薬と神経疾患の治療のための新しい可能性を開きます。 NMDARタンパク質の複雑なダンスを明らかにすることにより、研究者は脳の複雑な分子機械の理解と操作に一歩近づいてきました。
