Обнаружен новый механизм воздействия на нервные импульсы

By Мирослав Белоголовка No comments

nerve
Кредит: CC0 Public Domain

Исследователи из Университета Линчёпинга, Швеция, обнаружили новый механизм, с помощью которого вещества могут открывать определенные типы ионных каналов и тем самым регулировать нервные импульсы. Исследование, опубликованное в научном журнале PNAS, идентифицирует большую группу веществ, которые влияют на взаимодействие между различными функциональными частями ионного канала. Это открытие может помочь в разработке будущих лекарств.

Электрические сигналы, известные как нервные импульсы, непрерывно передаются по нашему телу с молниеносной скоростью. Они составляют основу мозговой деятельности: они необходимы для того, чтобы сердце билось, и они жизненно важны для любой формы движения и нашего восприятия мира вокруг нас через наши органы чувств. Эти нервные импульсы возникают, когда электрически заряженные ионы проходят через каналы клеточной мембраны, окружающей клетки.

Некоторые ионные каналы действуют как ускорители в нервной системе и усиливают нервную сигнализацию, а другие действуют как тормоза. Лекарства могут открывать или закрывать ионные каналы, и влияние на нервную сигнализацию зависит от того, на какие ионные каналы влияет лекарство. Например, местная анестезия работает, блокируя определенные ионные каналы и уменьшая ощущение боли. Было проведено много исследований веществ, закрывающих ионные каналы, но относительно мало известно о веществах, которые их открывают. Доступные методы лечения некоторых состояний, таких как эпилепсия, сердечная аритмия и хроническая боль, недостаточны. Вот почему Фредрик Элиндер и его коллеги пытаются идентифицировать молекулы, а затем проектировать конкретные молекулы, которые оказывают четко определенное воздействие на различные типы ионных каналов.

В новом исследовании ученые использовали высокопроизводительную лабораторную технологию для изучения воздействия 10 000 молекул в библиотеках химических веществ из лаборатории «Наука для жизни».

«Технология высокопроизводительного скрининга давно используется в фармацевтической промышленности, но в академических исследованиях она нова. Фармацевтическая промышленность начинает с чрезвычайно конкретного вопроса и ищет вещество, которое может действовать против конкретного заболевания. напротив, мы использовали эту технологию для поиска ответов на чрезвычайно открытый вопрос и были удивлены ответами «, — говорит Фредрик Элиндер, профессор кафедры биомедицинских и клинических наук Университета Линчёпинга.

Ионные каналы состоят из двух частей. Канал или пора, через которые проходят ионы, находится в центре. Вокруг этого канала расположены компоненты, известные как датчики напряжения, которые определяют электрическое напряжение нервной клетки. Известные лекарства, которые нацелены на каналы, такие как местные анестетики, блокируют поры, но исследователи LiU ищут другие способы точно настроить функцию ионных каналов, воздействуя на другие части механизма, открывающего и закрывающего поры. В настоящем исследовании они искали вещества, которые влияют на ионные каналы, которые позволяют ионам калия проходить, открывая калиевые каналы особым образом. Для этого они использовали специально разработанный ионный канал, на котором тестировали все вещества в библиотеке.

Они исследовали 10 000 веществ, из которых смогли идентифицировать 247 молекул с очень похожими структурами, которые, что интересно, похожи на структуру антикоагулянта варфарина.

Ученые ранее изучали смоляные кислоты, которые удерживают канал в открытом состоянии. Исследователи полагали, что они могут использовать специально разработанный ионный канал для поиска веществ, которые действуют так же, как те, которые содержатся в смоле. Но когда они исследовали вещества более подробно, они поняли, что вещества действуют по совершенно другому механизму.

«Мы обнаружили, что новый класс веществ с варфарин-подобной структурой связывается с совершенно другим местом на ионном канале: они действуют на той стороне ионного канала, которая обращена внутрь клетки, где происходит взаимодействие между ними. части ионного канала расположены. Они удерживают эту связь в ее активном положении, что, в свою очередь, держит канал открытым. Это было огромным сюрпризом для нас. Насколько я знаю, не было показано, что никакое другое вещество воздействует на связь между датчики напряжения и поры «, — говорит Фредрик Элиндер.

Исследователи надеются, что открытие нового сайта связывания может стать основой для разработки специальных веществ со специфическим действием на определенные ионные каналы. Следующим шагом будет выяснить, на какие именно каналы действуют вещества. Это должно дать представление о том, какие заболевания можно лечить лекарствами, влияющими на ионные каналы.

Добавить комментарий