Language
Country/Area
No result found
Загадочные близнецы GAD: почему GAD65 и GAD67 такие разные?
У млекопитающих два гомологичных белка глутаматдекарбоксилазы (GAD), GAD65 и GAD67, выполняют схожие функции, но демонстрируют значительные различия в структуре и физиологических эффектах. Эти два фермента экспрессируются в бета-клетках мозга и поджелудочной железы и отвечают за катализ превращения глутамата в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), процесс, необходимый для нейротрансмиссии и множества физиологических функций. Однако что именно заставляет эти два гомологичных белка выбирать разные физиологические пути?
Считается, что два гомолога GAD выполняют разные функции в разных частях клетки и на разных стадиях развития.
Структура и механизм
Структуры GAD65 и GAD67 представляют собой гомодимеры, содержащие три основные структурные области: область связывания PLP, C-концевую область и N-концевую область. ПЛФ (пиридоксальфосфат) необходим для каталитической активности обоих ферментов. Эта реакция обычно обусловлена образованием солей Шиффа и легированием множественных аминокислотных остатков. Активный участок GAD67 находится на границе взаимодействия двух цепей, что играет ключевую роль в поддержании его функции.Регулирование GAD65 и GAD67 Несмотря на значительное сходство последовательностей двух генов, GAD65 и GAD67 играют разные роли в организме. GAD67 синтезирует ГАМК, необходимую для нейронной активности, в то время как GAD65 фокусируется на выработке ГАМК, необходимой для нейротрансмиссии. Кроме того, GAD67 равномерно распределен в клетках, тогда как GAD65 в основном сосредоточен в нервных окончаниях.Гибкая кольцевая структура GAD65 позволяет ему высвобождать PLP во время транспортировки, что приводит к самоинактивации — явлению, которое не происходит в GAD67.
Синтез и регуляция GAD67 и GAD65 зависят от стадии развития и клеточного микроокружения.
Роль в нервной системе
Оба гомолога GAD обнаруживаются во всех типах синапсов, включая дендрит-дендритные, аксон-сомальные и аксон-дендритные синаптические структуры. Предварительные данные свидетельствуют о том, что GAD65 преобладает в зрительной и нейроэндокринной системах, тогда как GAD67 более распространен в нейронах, которые постоянно активны.Роль в патологии
Исследования последних лет показали, что уровень GAD65 и GAD67 в мозге пациентов с аутизмом значительно снижен. При сравнении образцов мозга аутичных и контрольных групп было обнаружено, что GAD65 и GAD67 были снижены в среднем на 50% и 40% в височной и мозжечковой коре соответственно. Эти изменения могут существенно повлиять на когнитивные и двигательные способности людей с аутизмом.Заключение Хотя GAD65 и GAD67 являются важными ферментами для производства ГАМК, они демонстрируют совершенно разные биологические функции и регуляторные механизмы. Это не только открывает потенциальную перспективу для исследований нормальной физиологии, но и раскрывает ее связь с различными нейропсихиатрическими заболеваниями. Более глубокое понимание того, как взаимодействуют эти молекулы и как они ведут себя при различных патологических состояниях, может проложить путь к разработке новых методов лечения.Эти исследования указывают на важность ГТР при расстройствах нейроразвития и нейропсихиатрических расстройствах и призывают к дальнейшему изучению этих ферментов.
Означает ли это, что изучение потенциала этих загадочных близнецов поможет нам разгадать тайны многих болезней?
