GABAA受体分子结构研究进展
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GABA研究报告
GABA(γ-氨基丁酸)是一种神经递质,被认为在中枢神经系统中起到抑制性调节的作用。
近年来,对GABA的研究得到了广泛关注,并且有许多研究表明GABA在许多神经系统功能中起到重要作用。
首先,GABA在情绪调节中扮演重要角色。
研究发现,GABA 能够抑制大脑中与焦虑和抑郁相关的神经元活动,从而减轻焦虑和抑郁症状。
一些研究还发现,GABA神经递质水平与情绪稳定性之间存在关联。
其次,GABA在睡眠调节中也起到重要作用。
研究表明,GABA能够促进睡眠和放松,而GABA受体激动剂则被广泛用于治疗失眠和其他睡眠障碍。
此外,一些研究还发现,睡眠不足会降低GABA水平,从而影响认知和注意力。
此外,GABA还与疼痛感知、记忆和学习、运动调节等多个神经系统功能有关。
一些疾病如癫痫和帕金森病与GABA功能异常有关,因此GABA受体激动剂被广泛应用于这些疾病的治疗。
总结起来,GABA在神经系统的正常功能中起到重要作用。
进一步的研究还需要揭示GABA机制的细节,并探索其在疾病治疗中的潜在应用价值。
_氨基丁酸的生理功能和研究开发进展_杨胜远氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,简称GABA)是一种神经递质,存在于哺乳动物中的中枢神经系统和周围神经系统中,具有重要的生理功能。
GABA作为抑制性神经递质,在神经系统中发挥着稳定神经兴奋性、调节神经传导及调控中枢神经系统功能的作用。
首先,GABA具有镇静和抗焦虑的作用。
在大脑中,GABA能够调节多巴胺和去甲肾上腺素等神经递质的水平,从而产生镇静和抗焦虑的效果。
因此,GABA及其合成酶(GAD)和受体(GABA_A和GABA_B受体)成为焦虑和睡眠障碍等疾病的治疗靶点。
目前已有一些GABA_A受体激动剂和GABA_B受体激动剂用于临床治疗。
其次,GABA参与了神经递质在中枢神经系统中的平衡调节。
GABA能够与兴奋性神经递质谷氨酸进行平衡调控,维持神经递质的正常水平。
当神经递质的平衡被打破时,可能导致神经系统功能紊乱,甚至出现神经系统疾病。
因此,GABA的研究也涉及到中枢神经系统疾病的发病机制研究和治疗。
最后,GABA可能参与调节记忆和学习过程。
研究发现,GABA在海马区和大脑皮层等脑区起到重要作用,参与调节记忆和学习功能。
一些研究表明,通过调节GABA系统可以改善记忆和学习能力,这为阿尔茨海默病等记忆障碍的治疗提供了新的思路。
关于GABA的研究开发进展方面,目前主要包括以下几个方面:1.GABA受体药物的开发。
通过研究GABA受体的结构和功能,针对GABA受体的激动剂和抑制剂被广泛研发。
其中,GABA_A受体激动剂主要用于治疗焦虑、睡眠障碍等疾病,而GABA_B受体激动剂则用于治疗抽搐、痉挛等疾病。
2.GABA转运体药物的研发。
除了通过调节GABA受体活性来调节GABA功能外,还可以通过调节GABA转运体来影响GABA的水平。
因此,研发GABA转运体抑制剂可能成为治疗中枢神经系统疾病的新策略。
3.GABA合成酶与相关蛋白的研究。
GABA合成酶是合成GABA的关键酶,其活性和表达水平可以影响GABA功能。
γ-氨基丁酸A受体——抑制性神经递质GABA受体的A亚型一、受体的含义:GABAA受体,又称作γ-氨基丁酸A型受体,是一种离子型受体,而且是一类配体门控型离子通道,此通道的内源性配体是一种被称为GABA的神经递质。
它可使神经元膜超极化,并抑制神经元的兴奋性。
GABAA受体是一种递质调控的Cl-通道,由α、β、γ-和δ等多种亚单位以不同的组合组成;但是天然存在的GABAA受体则可能是由α、β和γ亚单位组成的杂合五聚体。
GABAA受体可被GABA快速地活化﹐从而直接激活内禀的阴离子通道﹐引起Cl-内流;此种作用可被比枯枯灵(bicuculline)所阻断。
二、亚单位的组成:迄今已由cDNA文库中克隆到19个有关哺乳动物GABA受体的亚单位,它A们都是由不同的基因编码的。
这19个亚单位是6α,4β,3γ,1δ,1ε,1π,和3ρ;并据此分为7个序列组(sequence groups),即:α1-α6,β1-β4,γ1-γ3,δ,ε,π,ρ1-ρ3。
其中α1-亚单位是其中的主要组分,此已由用['H]-flunitrazepatm(氟硝西泮)所做的亲和标记所证实﹐其中最主要的氨基酸残基是His101;而γ-亚单位则是BZ对通道的功能调制所必需的。
三、受体的药理学:受体可被GABA及其类似物所活化,后者包括菌类的天然产物蝇蕈醇GABAA(musci-mol〉和合成的类似物如THIP (4,5,6,7-tetrahydrydroisoxazolopyridin-3-ol))等。
当GABA受体与GABA等激动A剂相互作用后,即可调节其内禀离子通道的开启和闭合,由此介导相应的生受体还具有BZ、巴比妥和印防己毒物效应。
除GABA及其类似物外, GABAA素(picrotoxin)等的结合部位,并因此对它的功能产生调节作用。
GABA和受体的激动剂,但两者的作用部位和性质却不相同。
BZ均可视为GABAA早期进行的实验表明,GABA浓度反应曲线呈“S”形,其Hill系数约为2,提示至少要有两分子的GABA与受体结合,方能将天然的受体通道活化。
基于GABA受体的药物设计与靶向治疗研究GABA是众所周知的一种神经递质,它能够在神经元之间传递信息,控制大脑在情绪、认知和行为方面的功能。
GABA的作用原理是通过与细胞表面上的GABA受体结合,调节神经元的激活水平。
这些GABA受体包括了GABAA受体和GABAB受体,其中GABAA受体是最常见的靶点之一,正因为如此,许多药物研究都集中在GABAA受体的控制上。
以乙酰胆碱为例,乙酰胆碱为一种神经递质,他可以将信息传输给神经元之间及神经元和肌肉细胞之间的信号传递的交界口,又叫突触。
这种信号传递在神经系统中非常重要,它调节了身体的多种功能,如意识、节律以及手部和眼部运动。
研究者们通过研究乙酰胆碱和多巴胺的复杂反馈作用,来寻找一种新的治疗抑郁症和情感疾病的方法。
在过去的几年里,GABA受体上的一些合成材料已经成为巨大的焦点,这使得我们有望通过新的化学方法和基于分子的技术来开发出更有效的GABA类药物。
首先,目前最有效的GABAA受体激动剂是苯二氮䓬类,但是,大部分苯二氮䓬类药物都会导致各种各样的副作用。
更严重的是,这些药物还很容易成瘾,导致患者很难从中自由。
因此,研究人员正在努力寻找更可靠的激动剂,以及其他更适用于不同类型疾病的药物。
在过去的几十年中,关于GABA受体的研究已经增加了许多新的论述,比如说一些具有镇静作用的药物,比如异丙酚和丙唑酚等等,都是通过影响GABAA受体来抑制神经活动的。
最有意思的是,目前的研究还表明,glutamic acid decarboxylase或者GAD,是一种能够影响大脑内GABA水平的酶,它可以用来改变神经元的GABA水平来治疗某些疾病。
在可供使用的药物领域,对于一些神经系统相关的疾病,我们已经有了一些突破性的进展,比如说一些广谱的GPCR激动剂已经被开发出来,并且这些激动剂可以分别作用于不同种类的GABA受体。
这就为广大的科学家和研究者提供了一个全新的GABA制剂研发路径。
氨基丁酸生物学功能及作用机制的研究进展氨基丁酸(GABA)是一种重要的神经递质,在中枢神经系统中起着抑制性调节作用。
GABA能够通过与GABA受体结合,调节神经元的兴奋性,对于脑功能的稳定和平衡具有至关重要的作用。
近年来,对于GABA的生物学功能以及作用机制进行了广泛的研究。
一方面,研究表明GABA在调节情绪和焦虑水平方面起到了重要的作用。
例如,GABA能够通过调节杏仁核的神经元兴奋性,减少焦虑感和痛苦感。
此外,研究还发现GABA与多种心理疾病的发生和发展有关,包括抑郁症、精神分裂症等,这为相关疾病的治疗提供了新的思路。
另一方面,研究还发现GABA能够调节多种脑功能,包括记忆、学习、注意力等。
GABA能够通过增加突触抑制性传递、影响脑电活动和神经元舒张等多种途径,调节脑功能的平衡和稳定。
关于GABA作用机制的研究主要集中在GABA受体和相关的信号通路上。
GABA受体主要分为GABA_A受体和GABA_B受体。
GABA_A受体是一种离子通道受体,能够使细胞内钠离子通透增加。
GABA_A受体的激活能够导致膜电位的负化和细胞内钠离子浓度的增加,从而抑制神经元的兴奋性。
GABA_B受体则是一种G蛋白偶联受体,其激活能够通过二次信使信号转导途径,抑制腺苷酸环化酶和激活钾离子通道,进而抑制神经元的兴奋性。
除了GABA受体,还有一些GABA调节剂也被广泛研究。
例如,苯二氮䓬类药物就是通过增加GABA_A受体的激活来发挥其镇静和抗焦虑作用的。
此外,研究还发现GABA能够通过对谷氨酸和多巴胺等其他神经递质的调节发挥作用。
这些研究揭示了GABA在神经系统功能中的重要性,为相关疾病的治疗提供了理论基础。
总结起来,GABA在中枢神经系统中具有重要的生物学功能和作用机制。
对于GABA的研究不仅提高了我们对于神经调节的理解,还为相关疾病的治疗提供了新的思路。
随着对GABA作用机制的深入研究,相信将会有更多关于GABA的生物学功能和作用机制的新发现。
周俊萍,徐玉娟,温靖,等. γ-氨基丁酸(GABA )的研究进展[J]. 食品工业科技,2024,45(5):393−401. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004ZHOU Junping, XU Yujuan, WEN Jing, et al. Research Progress of γ-Aminobutyric Acid (GABA)[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(5): 393−401. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004· 专题综述 ·γ-氨基丁酸(GABA )的研究进展周俊萍1,2,徐玉娟1,温 靖1, *,吴继军1,余元善1,李楚源3,翁少全3,赵 敏3(1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,农业农村部功能食品重点实验室,广东省农产品加工重点实验室,广东广州 510610;2.华南农业大学食品学院,广东广州 510642;3.广州王老吉大健康产业有限公司,广东广州 510623)摘 要:γ-氨基丁酸(GABA )是一种广泛分布于动、植物和微生物体内的非蛋白氨基酸,于2009年被我国卫健委批准为“新资源食品”,在食品、医药、饲料等领域具有十分广阔的应用前景,近年来有关GABA 的研究也逐渐成为热点。
本文阐述了GABA 的生物合成与代谢途径,归纳了GABA 的化学合成、植物富集方法及目前常用的GABA 检测技术,并对比分析其优缺点。
此外,本文对GABA 的主要生理功能及其作用机制进行总结,并对GABA 的未来研究和发展趋势进行展望,以期为今后GABA 的研究与应用提供参考。
关键词:γ-氨基丁酸,代谢途径,富集,检测方法,生物活性本文网刊:中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:1002−0306(2024)05−0393−09DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2023050004Research Progress of γ-Aminobutyric Acid (GABA)ZHOU Junping 1,2,XU Yujuan 1,WEN Jing 1, *,WU Jijun 1,YU Yuanshan 1,LI Chuyuan 3,WENG Shaoquan 3,ZHAO Min 3(1.Sericultural & Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Functional Foods, Ministry of Agriculture, Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Guangzhou 510610, China ;2.College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China ;3.Guangzhou Wanglaoji Lychee Industry Development Company Co., Ltd., Guangzhou 510623, China )Abstract :γ-aminobutyric acid (GABA) is a non-protein amino acid discovered in animals, plants, and microorganisms that was approved as the "new resource food" by the National Health Commission of the People's Republic of China (NHC) in 2009. It has a wide range of applications in food, medicine, feed, and other industries, and the research has grown increasingly popular in recent years. The paper reviews the bio-synthesis and metabolic processes of GABA, summarizes the methods of chemical synthesis, plant enrichment, and present GABA detection techniques, and discusses their advantages and limitations. Furthermore, the main physiological functions and mechanism of GABA are summarized, and GABA’s research and development trend is also presented, in order to provide reference for future research and application of GABA.Key words :γ-aminobutyric acid ;metabolic pathways ;enrichment ;detection method ;bioactivityγ-氨基丁酸(GABA )又称4-氨基丁酸,氨基取代基位于C-4位置,分子式为NH 2(CH 2)3COOH ,结构式如图1,其相对分子量为103.12,熔点202 ℃,白色至浅黄色结晶物质,易溶于水,不溶于或难溶于有收稿日期:2023−05−04基金项目:国家荔枝龙眼产业技术体系(CARS-32-13);广东省农业科技创新及推广项目(2023KJ107-3);茂名市荔枝现代贮运保鲜关键技术研究项目(2021S0061);广东荔枝跨县集群产业园(茂名)项目;广东省农业科学院学科团队建设项目(202109TD )。