एक AMPA प्रकार के ग्लूटामेट रिसेप्टर में गैर-चयनात्मक कैशन permeation

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में तेज उत्तेजक साइनैप्टिक प्रसारण AMPA प्रकार के ग्लूटामेट रिसेप्टर (AMPAR) पर निर्भर करता है। यह रिसेप्टर एक गैर-चयनात्मक कैशन चैनल को शामिल करता है, जो ग्लूटामेट के बंधन द्वारा खुलता है। हालाँकि खुली छिद्र संरचना हाल ही में क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (Cryo-EM) से उपलब्ध हुई है, AMPA रिसेप्टरों में कैशन पारगम्यता को नियंत्रित करने वाले अणु तंत्र समझ में नहीं आते हैं। यहाँ, हमने GluA2 की संभावित ओपन-स्टेट संरचना पर माइक्रोसेंकड अणु गतिशीलता (MD) सिमुलेशन को क्लोन किए गए चैनलों पर इलेक्ट्रोफysiोलॉजी के साथ जोड़ा ताकि आयन पारगम्यता तंत्र को स्पष्ट किया जा सके। Na+, K+, और Cs+ शारीरिक स्तर पर पारगम्य हुए, जो एक ऐसे संरचना के अनुरूप है जो एक असली खुला राज्य का प्रतिनिधित्व करता है। छिद्र में Na+ और K+ के लिए एकल प्रमुख आयन बंधन स्थल किसी ज्ञात संरचना के लिए सबसे सरल चयनता फ़िल्टर (SF) संरचना का प्रतिनिधित्व करता है। न्यूनतम SF केवल Q586 और Q587 से मिलकर बना था, और अन्य अवशेषों ने एक जल-भरे गुहा का निर्माण किया जिसमें शंक्वाकार आकृति थी जो आयनों के साथ महत्वपूर्ण अंतःक्रियाओं की कमी थी। हमने देखा कि Cl- आसानी से ऊपरी छिद्र में प्रवेश करता है, RNA-संपादित (Q586R) रूप में GluA2 में एनियॉन पारगम्यता को स्पष्ट करता है। SF की एक अनुमति देने वाली संरचना ने अलग-अलग क्षारीय धातुओं को भिन्न घुलनशीलता स्थितियों में समायोजित किया ताकि तेज, गैर-चयनात्मक कैशन पारगम्यता और पानी द्वारा सह-पारगम्यता की अनुमति मिल सके। सिमुलेशन ने सुझाव दिया कि Cs+ फ़िल्टर में दो समान रूप से आबाद आयन बंधन स्थलों का उपयोग करता है, और हमने GluA2 के इलेक्ट्रोफysiोलॉजी के साथ पुष्टि की कि Cs+ Na+ की तुलना में थोड़ा अधिक पारगम्य है, जो चयनता को प्राथमिकता देने वाले अनुक्रमिक बंधन स्थलों के अनुरूप है।