Strutture cristalline ottenute dal laboratorio di Furukawa rivelano quattro modi in cui i composti si legano al recettore (da sinistra a destra, dall'alto al basso): L-glutammato (un attivatore del recettore) e 3 composti farmacologici che bloccano il recettore a vari gradi: DCKA, D-AP5 e PPDA.Biologi strutturali del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), e i collaboratori della Emory University, hanno ottenuto importanti risultati scientifici in grado di far avanzare lo sviluppo di nuovi farmaci mirati ai recettori NMDA nel cervello.

I recettori NMDA (N-metil D-aspartato) si trovano sulla superficie di molte cellule nervose e sono coinvolti nella segnalazione che è essenziale nelle funzioni cerebrali di base come l'apprendimento e la formazione della memoria.

I problemi con la loro funzione sono implicati nella depressione, nella schizofrenia, nell'Alzheimer e nel Parkinson, così come nel danno cerebrale causato da ictus.

Di norma i recettori NMDA vengono attivati ​​dal glutammato, il neurotrasmettitore più comune dei messaggi eccitatori da cellula a cellula nel cervello. L'iperattivazione dei recettori NMDA è una causa nota di tossicità delle cellule nervose. 
Gli sviluppatori di farmaci stanno perciò cercando da lungo tempo i composti che possono bloccare selettivamente o antagonizzare i recettori NMDA, senza intaccare gli altri tipi di recettori del glutammato nel cervello, la cui funzione è essenziale.

Tuttavia non è stata ancora capita a livello molecolare una questione fondamentale: come tali composti si legano e antagonizzano i recettori NMDA. Da diversi anni, Hiro Furukawa, Professore Associato del CSHL e colleghi, hanno adottato un approccio passo-passo per conoscere la forma precisa delle varie subunità della complessa proteina recettore NMDA, e per dimostrare il rapporto tra le diverse forme del recettore e la sua funzione.

Dato che le subunità hanno diversi ruoli biologici, devono essere mirate specificamente da composti farmacologici per ottenere effetti specifici. La squadra di Furukawa ha usato una tecnica chiamata cristallografia a raggi X per mappare vari domini della proteina mentre si legava a diversi composti chimici, o antagonisti, che sottoregolano la sua funzione.

Hanno pubblicato ieri sulla rivista Neuron le prime strutture cristalline di due subunità del recettore NMDA (chiamate GluN1 e GluN2A) combinate con quattro diversi composti noti per la loro capacità di inibire, o antagonizzare, la funzione del recettore NMDA.

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Fonte:  Cold Spring Harbor Laboratory.

Riferimenti:  Annie Jespersen, Nami Tajima, Gabriela Fernandez-Cuervo, Ethel C. Garnier-Amblard, Hiro Furukawa. Structural Insights into Competitive Antagonism in NMDA Receptors. Neuron, 2014; 81 (2): 366 DOI: 10.1016/j.neuron.2013.11.033

Pubblicato in cshl.edu (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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