A neurológiai rendellenességek, mint például az Alzheimer-kór, a skizofrénia és a Parkinson-kór, a kábítószer-függőség mellett régóta összefüggésbe hozhatók a kolinerg rendszerrel, különösen a nikotinos acetilkolin receptorokkal. Ezek a receptorok megkötnek egy kémiai jelet (neurotranszmitterek), és átalakítják azt elektromos jellé (ionvezetés). A pentamer ligandum-kapuzott ioncsatornák osztályába tartoznak, amelyek öt egyedi, hasonló vagy néha azonos fehérje alegységből állnak, amelyek ioncsatornát alkotnak. Konzervált általános szerkezettel rendelkeznek, amely három tartományt foglal magában. Az extracelluláris domén, a sejten kívül található fehérje régió tartalmazza a neurotranszmitter kötőhelyet. A transzmembrán domén képezi az ioncsatorna pórusát, amely szelektíven lehetővé teszi az ionok koncentrációgradiensük mentén történő áramlását. Úgy gondolják, hogy az intracelluláris domén, a sejten belüli fehérjerégió elsősorban a receptor szabályozásában és forgalmában vesz részt. Ez a receptorcsalád a központi idegrendszer minden fő funkciójában részt vesz. A funkcionális moduláció mechanizmusainak jobb megértése a neurotranszmitter kötőhely szerkezeti meghatározása mellett számos farmakológiai előrelépést eredményezett. A sok éves kutatás azonban nem hozott létre robusztus terápiát a nikotin-acetilkolin-receptorok diszfunkciója által okozott kórképek kezelésére.
Ennek a projektnek kifejezetten az a célja, hogy tanulmányozza a nikotinos acetilkolin receptorok funkcionális szabályozásának mechanizmusát/mechanizmusait intracelluláris doménjükön keresztül, amelyről nagyon keveset tudunk. Ezen receptorok szabályozási rendszerének megcélzása képezheti az alapot a neurológiai rendellenességek elleni új terápiák kifejlesztéséhez.
A projekt keretében nikotinos acetilkolin receptorok intracelluláris doménjéből álló fehérje jön létre, amely oldható homológ fehérjéhez kapcsolódik. Ezt az oldható kapcsolt fehérjét használva eszközként az intracelluláris doménnel kölcsönhatásba lépő fehérjék azonosítására, ez a projekt új célpontokat fog meghatározni a jelenlegi gyógyszerészeti terápiás célokhoz. Ezek az újonnan felfedezett célpontok sikeresebb gyógymódokat generálnak az olyan neurológiai betegségekre, mint az Alzheimer-kór és a skizofrénia.
Ezenkívül ez a projekt az azonosított szabályozó fehérjék hatásmechanizmusait is tanulmányozza. Az altípus szelektív szabályozás azonosítható a receptor különböző alegység-összetételeinek, más néven sztöchiometriának a szabályozó fehérjekötésben betöltött szerepének tanulmányozásával. A receptor szabályozás bonyolult mechanizmusának megértése fontos a neurodegeneratív betegségek leküzdéséhez. A specifikus receptor sztöchiometriák elleni kis egydoménes antitestek, nanotestek kifejlesztésén keresztül ez a projekt választ ad a szabályozási különbségekkel kapcsolatos kérdésekre, és fejleszti a szabályozási mechanizmusok megértését. Ugyanezeket a nanotesteket a jövőbeni projektekben is használják majd eszközként az adott sztöchiometriák megfelelő lokalizálására az agyban, transzlációs hidat hozva létre a szabályozás biokémiai mechanizmusai és a neurobiológiai rendszer összetétele között.
A nikotinos acetilkolin-receptorok szabályozási mechanizmusainak megértése, amely szempont eddig megfoghatatlan volt, a kulcsa a neurológiai rendellenességek hatékony terápiájának kifejlesztésének. Ez a javaslat egy ilyen felfogás kialakítására tesz kísérletet, abban a reményben, hogy ennek eredményeként egy hatékonyabb gyógyszerészeti megközelítés jöhet létre.