科学家揭秘大脑如何运输“快乐荷尔蒙”

中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 张渺）12月12日，中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家研究中心姜道华团队和中国科学院生物物理研究所赵岩团队合作，通过冷冻电镜单颗粒技术重构出囊泡单胺转运蛋白VMAT2处于不同构象的高分辨率结构，揭示了VMAT2在运输单胺底物过程中的构象变化及转运机制。该研究成果以“人源VMAT2的转运及抑制机制”为题在国际学术期刊《自然》(Nature)发表。

人类的大脑中分布着上百亿个神经元细胞，独立的神经元之间通过“突触”连接。但是一个问题随之而来，信息是如何实现跨越突触传递的？据了解，VMAT2是大脑中最重要的囊泡单胺转运蛋白，负责将5-羟色胺、多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素和组胺等神经递质转运到囊泡中储存，以便受到外界刺激后释放单胺神经递质。尽管许多研究揭示了VMAT2的生物学和药理学性质，但是对于VMAT2的底物转运机制及药物分子的抑制机制仍不清楚。

此次研究成果，极大地推动了VMAT2转运单胺的研究，为理解VMAT2的底物识别、药物抑制、质子耦合转运过程等分子机制提供了重要的结构基础， 为开发更好的药物分子提供了模板信息。同时，该研究中解析VMAT2的方法能够应用于其他小型膜蛋白，将促进膜转运蛋白和其他小蛋白的电镜结构解析。

本研究得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金创新群体项目和中国科学院物理研究所人才启动经费的资助。冷冻电镜数据收集得到中国科学院物理研究所SM10组冷冻电镜中心及软物质公共仪器平台、北京大学现代农业研究院生物微观结构研究平台、中国科学院生物物理所蛋白质科学研究平台生物成像中心的技术支持。