La dopamina ayuda a mejorar los mecanismos moleculares en pacientes con enfermedad de Parkinson

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La tirosina hidroxilasa (TH) cataliza los pasos limitantes de la velocidad en la biosíntesis de dopamina y otras catecoles, y su disfunción puede provocar deficiencia de dopamina y enfermedad de Parkinson.Recientemente, en un informe de investigación publicado en una revista internacional, científicos de España han profundizado su comprensión de cómo se regula la síntesis de dopamina en el cerebro a través de la investigación. Los resultados de investigación relevantes pueden ayudar a aclarar la aparición de enfermedades como el Parkinson y otras enfermedades. mecanismo molecular.

Los científicos descubren el mecanismo molecular por el cual la dopamina ayuda a mejorar a los pacientes con enfermedad de Parkinson.

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Hay miles de millones de células nerviosas en el cerebro, que se comunican entre sí mediante moléculas de señalización llamadas neurotransmisores. Uno de estos neurotransmisores es la dopamina, que mucha gente llama la "hormona de la felicidad". Además de inducir la recompensa y la satisfacción, la dopamina es importante para el control motor, la concentración, el aprendizaje y la atención. La importancia de la dopamina se hace evidente en pacientes con enfermedad de Parkinson, donde, en el cerebro de estos pacientes, mueren las células que sintetizan y secretan dopamina. Estas células, llamadas neuronas dopaminérgicas, actúan como pequeñas fábricas de dopamina; los síntomas mentales y físicos en los pacientes con enfermedad de Parkinson solo persisten cuando aproximadamente la mitad de estas células desaparecen Emergencia, lo que significa que la enfermedad solo se detecta cuando hay mucho daño en el cuerpo del paciente, y uno de los objetivos de estudiar el sistema de dopamina en el cerebro es dilucidar cómo la enfermedad de Parkinson y los trastornos relacionados pueden detectarse en una etapa temprana?

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De esta manera, podemos encontrar medicamentos para evitar que la enfermedad progrese, dice el investigador Marte Innselset Flydal. Las enzimas son proteínas especiales que actúan como catalizadores de reacciones químicas en el cuerpo. La estructura tridimensional de las enzimas es necesaria para su actividad y mecanismo de regulación. Hay una gran cantidad de enzimas llamadas hidroxilación de tirosina en las células productoras de dopamina. Enzimas (TH) enzimas. Las estructuras 3D como estas pueden decirles a los investigadores cómo ocurren los procesos celulares a nivel atómico, así como también cómo encontrar terapias dirigidas para corregir errores en las enzimas, como los que ocurren a través de mutaciones de enfermedades. En el caso de la TH, esta mutación provoca el déficit de TH, un trastorno neurológico catalogado como un subtipo de la enfermedad de Parkinson.

En el artículo, los investigadores quieren comprender cómo funcionan las proteínas a nivel estructural a través de la investigación, en otras palabras, los investigadores quieren tratar de encontrar cómo las mutaciones causan defectos en la función de las proteínas y cómo se repara este defecto. TH Su tarea especial es para convertir la tirosina en levodopa, que luego se convierte en dopamina por otra enzima. Como todos sabemos, la TH es una enzima clave que regula la síntesis de dopamina en el organismo, pero ¿qué es a nivel estructural? Cómo funciona, los investigadores aún no lo saben. Los científicos saben desde hace tiempo que la dopamina regula su propia producción, mientras que la dopamina también se une a la enzima TH para inactivarla; este mecanismo regulador, conocido como mecanismo de retroalimentación negativa, asegura que la dopamina se libere cuando las células tienen suficiente dopamina. La vía sintética está cerrada.

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El investigador Rune Kleppe señaló que cuando los niveles de dopamina vuelven a caer, se activan vías de señalización especiales en la célula, lo que puede llevar a que se modifique la TH, a través de un proceso llamado fosforilación, que a su vez desencadena la liberación de dopamina y también provoca la liberación de dopamina. . Las enzimas se desactivan; la interacción entre estos mecanismos reguladores puede ayudar a los investigadores a comprenderlos en un nivel detallado. Este conocimiento también puede brindar oportunidades para que los investigadores desarrollen nuevos tratamientos para enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas.

Los resultados de este artículo son el resultado de un estudio a largo plazo realizado por científicos que determinaron la estructura 3D de la proteína utilizando microscopía crioelectrónica de precisión con mayor resolución; a lo que sucede cuando se une a la dopamina. En conjunto, nuestros hallazgos sugieren que los investigadores descubrieron los mecanismos moleculares detrás de los efectos inhibidores y estabilizadores de la dopamina y su reacción mediante la fosforilación S40, que es un mecanismo regulador clave para mantener el equilibrio entre la dopamina y la TH.

Muchas hierbas medicinales chinas pueden prevenir y tratar eficazmente la enfermedad de Parkinson, como la cistanche tubulosa, una planta parásita que vive en el desierto que contiene una gran cantidad de glucósidos feniletanoides, que pueden reducir la apoptosis de las células cerebrales, la equinácea en Cistanche deserticola Puede reducir el nivel de clorofila y reductasa B, y aumentar el contenido de dopamina y ácido homovanílico para lograr el efecto de la enfermedad de Parkinson.

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Fuente original:

Bueno-Carrasco, MT, Cuéllar, J., Flydal, MI et al. Mecanismo estructural para la inhibición de la tirosina hidroxilasa por dopamina y reactivación por fosforilación de Ser40. Nat Comun 13, 74 (2022). doi: 10.1038/s41467-021-27657- y