印度科学研究所(IISc)的科研团队与合作伙伴们运用一种先进的显微镜技术——冷冻电镜(Cryo-EM)，成功揭示了一种负责调控神经递质运动的转运蛋白的分子结构。相关研究成果已在《自然结构与分子生物学》期刊上发表。
神经元通过释放被称为神经递质的化学信号进行相互沟通。每种神经递质能够激活一类称为受体的特定蛋白质，这些受体进一步影响神经信号的传递。兴奋与抑制之间的平衡对神经回路的正常结构和功能至关重要，若失衡则可能引发癫痫、焦虑及精神分裂症等疾病。
抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）在一定程度上平衡了另一种神经递质谷氨酸的兴奋性输入。GABA驱动的神经突触（神经元之间的连接）信号由GABA受体蛋白调控，这些受体与电路中前一个神经元释放的GABA相互作用。
释放到神经突触的多余GABA需要被回收至神经元及周围的神经胶质细胞，以便后续的释放事件能够顺利进行。GABA转运蛋白（GATs）是这一过程中的关键分子，它们通过钠离子和氯离子将多余的GABA运回神经元。因此，GATs在协调GABA信号及其功能方面扮演着重要角色，成为治疗癫痫等疾病的关键靶点。
本研究由印度科学院分子生物物理部门(MBU)的副教授Aravind Penmatsa主导，利用低温电子显微镜揭示了GAT的分子结构。这项技术能够成像和重建比人类头发细小一百万倍的生物分子结构。
研究团队对GAT进行了纯化，并采用新方法在该分子上创建了抗体位点。抗体的引入有助于提高蛋白质的质量，并改善冷冻电镜下的成像效果。研究小组观察到GAT的结构面向细胞质（细胞内部），并与GABA分子、钠离子和氯离子发生结合。这种结合是GABA转运周期中多个关键步骤之一，破解这一过程将为GABA识别及释放到神经元的机制提供重要的见解。
高分辨率的GAT结构对于开发针对癫痫的GABA摄取特异性阻滞剂至关重要，同时也将有助于研究阻断GABA摄取的药物如何与GATs相互作用。
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