Neue Erkenntnisse über Glutamat-Transporter EAAT

Jülicher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben mithilfe von Computersimulationen und Experimenten den Glutamat Transport im Gehirn untersucht. Die Untersuchungen lieferten wichtige Erkenntnisse über den Kopplungsmechanismus mit dem Glutamat-Transporter EAAT. Durchgeführt wurden die wissenschaftlichen Arbeiten am Institut von Prof. Christoph Fahlke, Mitglied in JARA-BRAIN und JARA-SOFT.

Bei dem Begriff „Glutamat“ wird manch einer unwillkürlich an chinesisches Essen oder Convenience-Produkte denken. Doch Glutamat findet sich nicht nur als Geschmacksverstärker im Essen. Die Aminosäure ist einer der am häufigsten vorkommenden Neurotransmitter im zentralen Nervensystem. Als erregender Neurotransmitter sorgt Glutamat dafür, dass Informationen in Form von elektrischen Impulsen, von einer Nervenzelle zur nächsten übertragen wird.
Ein Team aus Forschern* rund um JARA-BRAIN und JARA-SOFT Mitglied Prof. Christoph Fahlke hat nun den Vorgang des Glutamat-Abtransports genauer analysiert. Da eine zu hohe Konzentration an Glutamat schädlich für die Nervenzellen ist, stellt der Abtransport des Neurotransmitters einen wichtigen Prozess im Gehirn dar. Proteine, sogenannte Excitatory Amino Acid Transporters – kurz EAAT – sorgen für den Abtransport der Aminosäure und regulieren somit die Konzentration des Neurotransmitters.

Bisher war bekannt, dass das natürliche Gefälle der Natriumkonzentration – die Salzmenge außerhalb der Zelle ist höher, als innerhalb der Zelle – bei der Bewegung der Glutamat-Moleküle hilfreich ist. Die Jülicher Wissenschaftler* entdeckten nun, dass Kalium-Ionen am Abtransport der Glutamat-Moleküle einen wesentlichen Anteil haben und die Bewegung beschleunigen. Hierzu binden die Kalium-Ionen an die EAAT an.
Die Ergebnisse der Untersuchungen könnten Menschen mit verschiedenen Krankheiten helfen. So etwa Patienten, die unter einem ischämischem Schlaganfall leiden. Bei dieser Art von Hirninfarkt ist die Glutamat-Konzentration erhöht. Auf der Grundlage der Forschung des Jülicher Teams könnten neue Behandlungsmethoden entwickelt werden.

Veröffentlicht wurden die Ergebnisse der Arbeiten zur Funktionsweise von Glutamat-Transportern wurde im Fachmagazin „The EMBO journal“ veröffentlicht. Die durch Simulationen entstandenen Visualisierungen wurden darüber hinaus für das Titelblatt der Ausgabe ausgewählt.

Zur Originalveröffentlichung im "The EMBO journal".

Weitere Informationen auf der Website des Forschungszentrums Jülich.

_{* Hinweis: „Alle in diesem Dokument verwendeten Bezeichnungen sind geschlechtsneutral zu verstehen. Auf eine Nennung verschiedener Varianten der Bezeichnungen wird allein aus Gründen der besseren Lesbarkeit verzichtet.“}