Metabolic control of vesicular glutamate transport and release.
Metabolic control of vesicular glutamate transport and release.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2010.09.002
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发表时间：
2010-10-06
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Moriyama, Yoshinori
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Juge, Narinobu;Gray, John A.;Omote, Hiroshi;Miyaji, Takaaki;Inoue, Tsuyoshi;Hara, Chiaki;Uneyama, Hisayuki;Edwards, Robert H.;Nicoll, Roger A.;Moriyama, Yoshinori
自古以来，禁食就被用来控制癫痫，但代谢状态与兴奋性神经传递之间的耦合机制尚不清楚。先前的研究表明，谷氨酸胞吐释放所需的囊泡谷氨酸转运体（VGLUT）受到Cl−的不寻常形式的调节。通过将纯化的VGLUT功能性重组为脂蛋白体，我们发现Cl−是一种变构激活剂，随着禁食而增加的酮体通过在变构调节位点与Cl−竞争来抑制谷氨酸的释放。与这些观察结果一致，乙酰乙酸减少海马突触的量子大小，并抑制谷氨酸释放和癫痫发作引起的4-氨基吡啶在大脑中。结果表明，代谢状态和兴奋性神经传递之间的联系，通过阴离子依赖性调节VGLUT活动的意想不到的。
Fasting has been used to control epilepsy since antiquity, but the mechanism of coupling between metabolic state and excitatory neurotransmission remains unknown. Previous work has shown that the vesicular glutamate transporters (VGLUTs) required for exocytotic release of glutamate undergo an unusual form of regulation by Cl−. Using functional reconstitution of the purified VGLUTs into proteoliposomes, we now show that Cl− acts as an allosteric activator, and the ketone bodies that increase with fasting inhibit glutamate release by competing with Cl− at the site of allosteric regulation. Consistent with these observations, acetoacetate reduced quantal size at hippocampal synapses, and suppresses glutamate release and seizures evoked with 4-aminopyridine in the brain. The results indicate an unsuspected link between metabolic state and excitatory neurotransmission through anion-dependent regulation of VGLUT activity.
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