Синтез глутамата

Глутамат или глутаминовая кислота это нейротрансмиттер, являющийся аминокислотой. Он преимущественно используется не как нейротрансмиттер, но как аминокислотный блок протеинового биосинтеза. При использовании в качестве нейротрансмиттера, он синтезируется из глутамина в глии, глия также принимает непосредственное участие в рециркуляции и регенерации большего количества глутамата, после его высвобождения при нейротрансмиссии. Когда глутамат высвобождается из синаптических везикул, хранящихся в глутаматных нейронах, он взаимодействует с синаптическими рецепторами, а затем переносится в соседнюю глию с помощью насоса обратного захвата, известного как специфический транспортер возбуждающих аминокислот (EAAT) (Рисунок 4-19A). Пресинаптический глутаматный нейрон и постсинаптический участок глутаматной нейротрансмиссии может также иметь EAAT (не показаны на рисунках), но эти EAAT не играют в даном случае большой роли в глутаматной рециркуляции и регенерации, как EAAT в глии (Рисунок 4-19A).

После обратного захвата глутамат преобразуется в глутамин внутри глии известным ферментом глутаминсинтетазой (стрелка 3 на рисунке 4-19В). Возможно, что глутамат не просто повторно используется, но скорее превращается в глутамин, с целью его хранения в пуле для использования нейромедиатора, а не в пуле для белкового синтеза. Глутамин высвобождается из глии путем обратного переноса из нее насосом или транспортером, известным как транспортер нейтральных аминоксилот (SNAT, стрелка 4 на рисунке 4 -19C). Глутамин можно также транспортировать из глии вторым транспортером, известным как глиальный аланин-серин-цистеиновый транспортер или ASC-T (не показан). Когда глиальные SNAT и ASC-T работают во внутреннем направлении, они транспортируют глутамин и другие аминокислоты в глию. Здесь они реверсируются, поэтому глутамин может выйти из глии и прыгнуть в нейрон через другой тип нейронального SNAT, с помощью механизма обратного захвата (стрелка 5 на Рисунке 4 -19C).

Внутри нейрона глутамин конвертируется назад в глутамат для использования в качестве нейротрансмиттера митохондриального фермента, именуемого глутаминазой (стрелка 6 на Рисунке 4-19D). Глутамат затем транспортируется в синаптические везикулы через везикулярный глутаматный транспортер (vGluT, стрелка 7 на Рисунке 4-19D), где хранится для последующего высвобождения во время нейротрансмиссии. Как только он будет выпущен, действия глутамата будут остановлены не только ферментативным разрушением, как в других нейромедиаторных системах, но и путем удаления с помощью EAAT на нейронах или глии, после этого весь цикл повторяется снова (Рисунок 4-19A-D).

Синтез глутаматного котрансмиттера глицина и D-серина

Глутаматные системы интересны тем, что одному из ключевых рецепторов глутамата для функционирования требуется котрансмиттер. Этот рецептор представляет собой NMDA (N-метил-О-аспартат), описанный ниже, и котрансмиттер либо аминокислоту глицин (Рисунок 4-20), либо другую аминокислоту, тесно связанную с глицином, известную как D-серин (Рисунок 4-21).