科学家破译谷氨酸受体装配线

大脑中神经元的快速交流以及学习能力从根本上依赖于位于神经元接触部位即突触中的神经递质受体。哺乳动物脑中最重要的受体是AMPA型(AMPAR)的谷氨酸受体，可产生神经元之间快速通讯所需的电信号。AMPAR的数量受突触活动程度的调节：据了解，AMPAR的数量增加，因此使突触信号转导更可靠，并驱动突触可塑性，从而促进记忆形成。这种突触可塑性的基本要求是有效组装来自神经细胞内质网(ER)中不同蛋白质亚基的AMPAR，到目前为止，几乎没有或没有任何信息。

来自弗莱堡的神经生物学家团队首次以生理研究所的Bernd Fakler教授为首，与法兰克福歌德大学和海德堡的马克斯·普朗克医学研究所的同事合作，展示了AMPAR由主子单元和辅助子单元逐步组装而成，就像在组装线上一样。各个阶段由不同的ER驻留蛋白和蛋白复合物完成。人类组装线元件的突变或小鼠的靶向遗传失活(基因敲除)会对这种组装造成干扰，从而导致突触信号转导和学习受到严重损害。反过来，通过组装线蛋白的过表达增加受体产生导致突触的可塑性增加。科学家们最近在杂志上发表了这些结果神经元。

沿着装配线的各个步骤都经过精心安排和优化，以有效地组装接收器。研究人员在2017年的一项早期研究中描述，如果流水线的操作受到干扰，例如由于FRRS11蛋白的突变相关功能丧失，这将导致人类大脑严重功能障碍：智商值低于40的智力能力受到严重限制，言语发育延迟或缺失，癫痫发作的趋势增加。研究人员使用高分辨率的蛋白质组学技术，从四个孔形成亚基和四个辅助亚基中组装了功能性AMPAR所需的神经元ER膜中的蛋白质：第一个构件，蛋白质ABHD6和PORCN保护过早降解会导致形成单个孔的GluA亚基。第二个构件是蛋白质FRRS11和CPT1c的复合物，将四个GluA蛋白组装到一个受体通道中，并准备将它们与四个辅助亚基，即角蛋白或TARP蛋白结合。这最后一步使FRRS11-CPT1c复合体解离，并使功能性AMPAR从ER导出并将其转运到突触中。

尽管新近确定的组装线是针对AMPAR的，但研究人员认为，逐步组装的过程是介导大脑中信息处理，其他类型细胞中的激发传播和/或底物转运的其他膜蛋白和蛋白复合物的典范。

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