科学家揭开抗癫痫药物的结构秘密

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日本理化学研究所的研究人员发现了治疗癫痫的药物的结构如何使它们与神经元连接处的突触中发现的关键蛋白质相互作用。这一知识可能有助于设计出更好的治疗癫痫的药物。

癫痫是一种脑部疾病,会导致反复发作,并且可能毫无征兆地发作。据估计,大约有 0.5% 到 1% 的人口患有这种疾病。

幸运的是,目前已有强效药物可用于治疗这种神经系统疾病,包括左乙拉西坦和布瓦西坦。但没有人知道这些药物的确切作用原理。

这两种药物都针对一种存在于膜结合小囊中的蛋白质,这种小囊被称为突触囊泡,负责储存和释放神经元末端的神经递质。这种蛋白质被称为突触囊泡糖蛋白 2A (SV2A)。

日本理化学研究所生物系统动力学研究中心的 Atsushi Yamagata 表示: “SV2A 的确切功能尚不清楚,但它肯定在突触传递中发挥关键作用。”

有趣的是,SV2A 还是剧毒肉毒杆菌毒素的受体。肉毒杆菌毒素是已知的最致命物质之一,仅几百纳克的剂量就能杀死成年人。但它也用于各种美容和治疗目的,包括治疗神经肌肉疾病、慢性疼痛和胃肠道疾病。

现在,Yamagata 和他的同事利用低温电子显微镜确定了左乙拉西坦和布瓦西坦与 SV2A 结合时的结构,包括肉毒杆菌毒素存在和不存在时的结构(见上图)。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

虽然 SV2A 的具体功能仍不清楚,但结果表明 SV2A 可能充当膜转运蛋白,而左乙拉西坦和布利瓦西坦可能抑制这种功能。

Yamagata 指出,对结构的理解“提供了间接证据,证明 SV2A 具有膜转运蛋白的功能。这一功能对于理解 SV2A 基因突变引起的癫痫可能非常重要。”

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