Keskushermoston EAAT-kuljettajaproteiinien lokalisaatio, rakenne ja toiminta

Abstract

Glutamaatti on keskushermoston yleisin kiihdyttävä hermovälittäjäaine, jota tarvitaan moniin tärkeisiin tehtäviin, kuten hermosolujen biosähköisten signaalien välitykseen, sekä oppimiseen ja muistamiseen. Sähköisessä signaloinnissa glutamaatti auttaa hermoimpulssia siirtymään hermosolusta toiseen niiden välisten synapsien kautta. Glutamaatti on kuitenkin liian suurina pitoisuuksina soluille myrkyllinen, joten se tulee poistaa synapsiraosta sen haitallisten vaikutusten estämiseksi. Sekä hermosolut että astrosyytit voivat ottaa glutamaattia sisäänsä excitatory amino acid transporters -proteiineiksi eli EAAT-proteiineiksi kutsuttujen kuljettajaproteiinien avulla. EAAT- proteiiniperheeseen kuuluu viisi jäsentä, joiden nimet ihmisen proteiineista puhuttaessa ovat EAAT1- 5. EAAT-proteiinit ovat solukalvolla sijaitsevia kuljettajaproteiineja, joissa glutamaatin kuljetus soluun on kytkeytynyt kolmen natriumionin ja yhden protonin kuljettamiseen solun sisään ja yhden kaliumionin kuljettamiseen solusta ulos. Lisäksi kuljetuksen aikana EAAT-proteiineihin muodostuu anionikanava, jota pitkin pääosin kloridi-ionit voivat virrata solun sisä- ja ulkopuolen välillä. EAAT-kuljettajaproteiinien toiminta on erittäin tärkeää koko keskushermoston toiminnan kannalta. EAAT-proteiinit säätelevät glutamaatin pitoisuutta ajallisesti ja paikallisesti, ja tällä tavoin ne pitävät huolta keskushermoston homeostaasista. Glutamaattipitoisuuden säätely ehkäisee myös glutamaatin aiheuttamia myrkyllisiä vaikutuksia, ja niihin liittyviä oireita ja sairauksia. EAAT- proteiinien toiminnan poikkeavuudet onkin yhdistetty useisiin hermostollisiin häiriöihin ja sairauksiin, kuten epilepsiaan, aivoverenkierron häiriöihin ja Alzheimerin tautiin. EAAT-proteiinien tutkiminen on todella tärkeää, sillä niillä on hyvin suuri merkitys hermosolujen ja astrosyyttien välisessä vuorovaikutuksessa ja keskushermoston normaalin toiminnan ylläpitämisessä. Tämän kandidaatintutkielman tavoitteena on erityisesti selvittää sitä, millä aivoalueilla ja missä solutyypeissä EAAT-proteiineja ilmennetään, sekä tarkastella niiden rakennetta ja toimintaa.