Estudo decodifica dimerização e reconhecimento de antidepressivos no transportador de noradrenalina
A orquídea simboliza o homodímero NET, com as pétalas brancas representando monômeros NET e o lábio amarelo no centro representando moléculas de colesterol e lipídios. Uma borboleta pousada na flor representa drogas de direcionamento seletivo, cujas asas são adornadas com estruturas químicas de antidepressivos. Crédito:LI Zihao O transportador de noradrenalina, também conhecido como transportador de noradrenalina (NET), é um membro da família dos transportadores de monoamina (MATs), que também inclui o transportador de serotonina (SERT) e o transportador de dopamina (DAT). Esses transportadores regulam coletivamente as concentrações de neurotransmissores nas sinapses e mantêm o equilíbrio dos neurotransmissores no corpo.
Os MATs são alvos primários de psicoestimulantes e antidepressivos, e a função anormal do NET está intimamente ligada a distúrbios neuropsiquiátricos, como o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH).
A função dos MATs é regulada pela oligomerização mediada por colesterol e lipídios. Verificou-se que tanto o NET como o SERT estão associados a regiões ricas em colesterol no tecido cerebral e em linhas celulares transfectadas.
O fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) promove a dimerização do NET e regula o efluxo de substrato. No entanto, informações estruturais limitadas têm dificultado a compreensão dos modos precisos de ligação do NET com substratos e antidepressivos, dos mecanismos de reconhecimento seletivo de antidepressivos por três subtipos de MAT e dos mecanismos precisos pelos quais o colesterol e os lipídios regulam a função do NET e seu processo de oligomerização.
Em um estudo publicado na Nature , uma equipe de pesquisa liderada por Eric H. Xu (Xu Huaqiang) e Yang Dehua do Instituto de Matéria Médica de Xangai da Academia Chinesa de Ciências, usando microscopia crioeletrônica de partícula única, obteve oito estruturas de alta resolução do homodímero NET humano .
As estruturas obtidas, como as primeiras estruturas de alta resolução da NET humana de tipo selvagem completo, incluíam a conformação ocluída ligada ao substrato norepinefrina (NE), o estado apo sem ligação ao substrato e as conformações abertas para fora ligadas com seis antidepressivos (nisoxetina, amitriptilina, maprotilina, nomifensina, tomoxetina e nefopam), com resoluções variando de 2,9 a 3,4 angstrom.
Com base nessas estruturas de alta resolução, os pesquisadores revelaram que o NET forma um homodímero mediado por colesterol e lipídios na interface, representando um novo mecanismo de dimerização do transportador. Eles também revelaram como o substrato nativo norepinefrina se liga na bolsa central do NET. Além disso, eles mostraram que estruturas com seis antidepressivos diferentes ilustram modos de ligação sobrepostos, mas distintos, conferindo seletividade de subtipo em relação a outros transportadores de monoaminas.
Essas descobertas, ao avançarem significativamente na compreensão da estrutura, regulação e inibição do NET, ajudarão no projeto de medicamentos antidepressivos baseados em estrutura e em terapias para doenças neuropsiquiátricas.
As revelações sobre a interface única do homodímero NET e a regulação dependente do colesterol são de interesse para os campos de proteínas e transportadores de membrana e fornecem uma pista para o modelo de "jangada lipídica" da membrana celular.
