来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员在最新一期的国际著名杂志《Nature》上发表了一篇研究报告，通过运用结构生物学知识，他们成功确定了囊泡单胺转运体2（VMAT 2）的结构。这个发现对于神经元通信的关键组成部分的深入理解有着极其重要的意义。
VMAT 2在神经元间的通信中起着关键作用，这个结构的确定将有助于科学家们更好地理解其功能以及蛋白质的不同形状如何影响药物的结合。这一突破可能为治疗多种神经性疾病的药物开发提供关键信息，如小儿多发性抽动症（Tourette syndrome）等过度运动(http://www.maoyihang.com/sell/l_35/)的多动症疾病。
单胺类化合物包括多巴胺、血清素和肾上腺素，这些分子在神经元交流沟通中扮演着关键角色，影响着大脑的工作方式，控制机体的情绪、睡眠、运动、呼吸、循环和多种其它功能。这些单胺类是由神经元所释放的神经递质（信号分子），但在其被释放之前必须首先被包装(http://www.maoyihang.com/sell/l_12/)成为囊泡结构。
这些囊泡就像是神经元细胞的“货船”，神经化学(http://www.maoyihang.com/sell/l_9/)物质能被包裹在其中，并被带到其需要去的地方。VMATs就是这些囊泡膜上的蛋白质，其能将单胺类化学物移动到其中的空间，就像货船上的装载起重机一样。一旦VMAT利用单胺类填充了囊泡，“货船”就会向突触间隙（神经元之间的空间）所移动，并在那里释放化合物。
VMAT有两种类型，即VMAT1和VMAT2。VMAT1更加专业，其仅在神经内分泌细胞中存在，而VMAT2则在整个神经系统中都能被发现，且具有重要的临床意义。这种转运蛋白是用作治疗诸如舞蹈病和小儿多发性抽动症等多动症药理学相关药物的作用靶点。然而，尽管其非常重要，但VMAT2的结构仍然难以捉摸，这或许就能促使研究人员调查其是如何发挥作用的。
如今，研究者Chia-Hsueh Lee等人利用冷冻电镜技术获得了VMAT2与单胺血清素以及药物四苯喹嗪（tetrabenazine）和利血平（reserpine）结合的结构。四苯喹嗪和利血平两种药物能分别用来治疗舞蹈病和高血压。这些研究人员通过在不同状态下观察VMAT2，就能更好地理解其是如何发挥功能的，以及蛋白质的不同形状如何影响药物的结合。
研究者Yaxin Dai表示，虽然VMAT2是一种小型的膜蛋白，但研究人员通过使用一些技巧，最终捕获了VMAT2的多个结构。这或许就能使其梳理出蛋白质的结构并研究这些药物的确切工作原理。为了在原子水平上完全获得机制性的理解，研究人员就需要捕获这种转运蛋白的多个构象结构。
研究人员还发现，这种动态机制就意味着药物有多重结合机会，这就证实了药物四苯喹嗪和利血平能结合两种不同的VMAT2构象。30或40年的药理学研究表明，这两种药物能以不同的方式来结合转运蛋白，但并没有人知道其在原子细节上是如何发挥作用的，而研究人员所发现的结构就很好地阐明了这两种药物能稳定转运蛋白的两种不同构象，从而阻断其活性表现。VMAT2与血清素结合的结构就能促使研究人员确定能与神经递质相互作用并驱动其转运的特定氨基酸。
尽管这项研究为理解单胺的转运提供了一定的帮助，但研究人员Lee等人还想继续深入理解其中的分子机制，比如，单胺类进入囊泡是质子向另一个方向运动而产生的。研究者Lee说道：“我们识别出了对质子依赖过程很重要的氨基酸，但我们仍然并不知道质子驱动这种转运过程的分子机制，确定这一机制就是我们未来的研究方向。”这一方向的深入研究将有助于研究人员更充分地理解这种转运蛋白的作用机制。
