麩胺酸脫羧酶(GAD)是一種關鍵酶,負責催化麩胺酸轉變為γ-氨基丁酸(GABA),這在情緒和記憶過程中扮演了重要角色。GABA作為一種主要的抑制性神經傳遞物質,因而GAD的功能對於神經系統的健康至關重要。
在哺乳類中,GAD分為兩種同種型,分別為GAD65和GAD67,它們在大腦中表達,并在不同的環境下協同工作以維持GABA的正常供應。
這兩種同種型的GAD都是同二聚體結構,具備多個重要結構域,其中包括PLP結合域和C端及N端結構域。GAD的催化過程涉及與PLP的交聯,這過程對情緒的穩定至為關鍵。當GAD結構發生變化時,會影響GABA的合成,從而影響我們的情緒狀態。
研究顯示,GAD的二聚化對於保持其功能至關重要,任何干擾其正常結合的突變都有可能和精神病,例如精神分裂症有關。
情緒的調節與GABA的水平直接相關。當GAD的活性不足或其表達受到抑制,會引發GABA水平的下降,從而可能導致焦慮、抑鬱等情緒問題。相反,GAD功能過度活躍也可能導致抑制性過強,造成情緒低落。
在記憶形成過程中,GABA對於降低神經興奮性,促進信息過濾和編碼至關重要。尤其是在學習新知識的過程中,GAD表達的減少被認為導致工作記憶的缺陷。
一項研究顯示,精神分裂症患者中GAD67的表達顯著降低,而這與記憶及認知功能下降密切相關。
腦部疾病如自閉症、糖尿病自體免疫型和精神分裂症等,都和GAD的表達異常有關。在自閉症患者的腦部,GAD的表達量明顯減少,進一步證實了GAD在情緒及行為調節中的重要性。
例如,自閉症患者的研究發現,GAD65和GAD67在腦部皮質和小腦中的表達都減少了30%-50%。
對於GAD的深入研究可能揭示更多關於情緒與記憶的秘密,尤其是如何通過調節GAD的活動來治療情緒障礙和其他神經系統疾病。科學家們期待發展新的療法以調節這一關鍵酶的功能。
你是否曾經思考過,你的情緒波動可能與GAD的活動水平息息相關?