Химики из Датского технического университета разгадали структуру фермента, который превращает гормон дофамин, отвечающий за чувство наслаждения, в другой гормон — норадреналин, участвующий формировании настроения, возбуждения, внимания и сексуального поведения. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Дофамин является нейромедиатором, который образуется в мозге человека и животных и участвует в системе подкрепления, вызывая чувство удовольствия, которое необходимо для мотивации обучения. С другой стороны, норандреналин способствует бодрости, улучшает память и внимание, а также увеличивает беспокойство и тревогу. Многие неврологические и психологические расстройства, вроде депрессии, повышенной тревоги и посттравматического стресса, связаны с нарушением баланса между этими нейромедиаторами.
Ключевым компонентом, который участвует в соблюдении баланса является дофамин β-гидроксилаза — фермент, осуществляющий превращение дофамина в норадреналин. Он поддерживает должный уровень обоих нейромедиаторов в организме, однако мутации, что возникают в кодирующем его гене, приводят к неправильной работе фермента.
Чтобы понять, как дофамин β-гидроксилаза выполняет свои функции, ученые изучили структуру фермента, используя метод рентгеновской кристаллографии. Они выяснили, что белок работает по принципу переключателя: одна часть фермента осуществляет реакцию по превращению, а другая выгружает продукт (норадреналин) и загружает новый субстрат (дофамин), после чего обе части β-гидроксилазы меняются ролями.
Выяснение кристаллической структуры фермента поможет понять, как нарушение его функции связаны с психическими расстройствами. Низкая активность белка связана с уязвимостью к психотическим заболеваниям. Ингибиторы дофамин β-гидроксилазы также применяются в борьбе с наркотической зависимостью.