0

Цинк регулирует хранение и высвобождение нейротрансмиттеров

Цинк является жизненно важным микроэлементом, который участвует во многих клеточных процессах. Например, в процессах обучения и памяти он играет роль, которая еще не до конца понята. Используя наноэлектрохимические измерения, шведские исследователи добились прогресса в понимании, показав, что цинк влияет на выпуск молекул-мессенджеров. Как сообщается в журнале Angewandte Chemie, цинк изменяет количество молекул-мессенджеров, хранящихся в везикулах, и динамику их высвобождения из клетки.

Когда сигналы передаются синапсами, молекулы-мессенджеры (нейротрансмиттеры) высвобождаются из накопительных камер (синаптических пузырьков) в синаптическую щель, где они «узнаются» соседними нервными клетками. Это освобождение основано на экзоцитозе: везикулы состыковываются на клеточной мембране, открываются в точке контакта, освобождают часть  содержимого наружу, закрываются и отделяются от плазматической мембраны, чтобы  можно было снова заполниться.

Команда под руководством Эндрю Дж. Юинга из Университета Гетеборга (Швеция) использовала углеродные волоконные электроды с нанотрубками для изучения влияния цинка на эти процессы. Они проводили измерения на клетках РС12, которые высвобождают нейротрансмиттер дофамин при стимуляции высокой концентрацией калия, аналогично нервным клеткам.

«Прикладывая наконечник электрода к поверхности клетки, мы можем следить за открытием отдельной везикулы и вычислять количество высвобожденных молекул», — говорит Юинг. В ином случае, если наконечник электрода вставлен в клетку, везикулы в цитоплазме прилипают к электроду и высвобождают их содержимое полностью. Юинг: «Текущий переходный процесс позволяет нам определить, сколько молекул-мессенджеров содержится в отдельных везикулах непосредственно в цитоплазме живых клеток».

После обработки цинком общее количество нейротрансмиттеров, содержащихся в везикулах, уменьшилось, в среднем, на 27%. Однако количество мессенджера, высвобожденного при стимуляции, оставалось постоянным. Анализ текущих переходных процессов дал объяснение этому очевидному противоречию.

По словам Юинга, «Цинк изменяет динамику высвобождения: до и после открытия везикулы поры образуются в точке контакта с плазматической мембраной. После обработки цинком поры закрываются медленнее, чем обычно. Таким образом, везикула Остается открытой дольше и высвобождает 92% своих молекул-мессенджеров наружу, а не только 66% без цинка ».

Для более детального исследования этого явления клетки были послойно удалены снаружи и проанализированы масс-спектрометрией. Исследователи обнаружили одну частицу цинка возле клеточной мембраны, а вторую — внутри клетки. «Первая способна связываться с протеинкиназой С, ферментом, который связывается с мембраной, чтобырегулировать скорость экзоцитоза. Частицы цинка внутри клетки могут замедлять транспортный белок, который загружает дофамин в везикулы», — говорит Юинг. «Наши результаты, наконец, обеспечивают связь между цинком и регуляцией высвобождения нейротрансмиттера, что может быть важно для формирования и хранения воспоминаний».

Узнать больше: Lin Ren et al. Zinc Regulates Chemical-Transmitter Storage in Nanometer Vesicles and Exocytosis Dynamics as Measured by Amperometry, Angewandte Chemie International Edition (2017). DOI: 10.1002/anie.201700095

Добавлено в: Новости

Оставить ответ

Submit Comment

Яндекс.Метрика Правильный CSS!
© 2014 Химия, опыты, эксперименты! In-chemistry.ru