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生化学:ニコチン受容体においてアゴニストの結合をチャネルゲート開閉に結びつける主要経路

Nature 438, 7065 doi: 10.1038/nature04156

シナプス伝達の最終段階において、シナプス受容体は自身に備わったイオンチャネルを開くことによって神経伝達物質に応答する。神経伝達物質が結合したことが長い距離を越えてチャネルまでどのように伝わるのかは、神経生物学におけるまだ解決されていない重要問題である。今回我々は、シビレエイアセチルコリン受容体の分解能4-Åでの構造モデル、単一受容体チャネルを通る電流記録、および2残基間のエネルギーカップリングの決定を用い、神経伝達物質の結合をチャネルゲート開閉につなぐ主要経路を描き出した。受容体の各αサブユニットにある不変なアルギニン残基とグルタミン酸残基の対が結合ドメインの周辺側と内側のβシートを静電的に結びつけ、これらをチャネルにぴったりはまるように配置する。この重要なグルタミン酸残基と隣接のバリン残基は、チャネルを形成するαへリックス頭部から出ている保存されたプロリンおよびセリン残基とエネルギー的に共役していることから、結合ドメインがチャネル開口を引き起こすのはこの場所だと考えられる。ここで見つかった一連の残基間カップリングは、神経伝達物質の結合をチャネルゲート開閉につなぐ主要なアロステリック経路を構成している。

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