Computational analysis of quinoxalines N,N-Dioxide and ITS Derivates

A quinoxalina e seus derivativos são uma importante classe de compostos heterocíclicos, onde os elementos N, S e O substituem átomos de carbono no anel. A fórmula molecular da quinoxalina é C8H6N2, formada por dois anéis aromáticos, benzeno e pirazina. É rara em estado natural, mas a sua síntese é de fácil execução. Modificações na estrutura da quinoxalina proporcionam uma grande variedade de compostos e actividades, tais como actividades antimicrobiana, antiparasitária, antidiabética, antiproliferativa, anti-inflamatória, anticancerígena, antiglaucoma, antidepressiva apresentando antagonismo do receptor AMPA. Estes compostos também são importantes no campo industrial devido, por exemplo, ao seu poder na inibição da corrosão do metal. A química computacional, ramo natural da química teórica é um método bem desenvolvido, utilizado para representar estruturas moleculares, simulando o seu comportamento com as equações da física quântica e clássica. Existe no mercado uma grande variedade de ferramentas informaticas utilizadas na química computacional, que permitem o cálculo de energias, geometrias, frequências vibracionais, estados de transição, vias de reação, estados excitados e uma variedade de propriedades baseadas em várias funções de onda não correlacionadas e correlacionadas. Nesta medida, a sua aplicação ao estudo das quinoxalinas é importante para a determinação das suas características químicas, permitindo uma análise mais completa, em menos tempo, e com menos custos.

Meta-analysis and imputation refines the association of 15q25 with smoking quantity.

Smoking is a leading global cause of disease and mortality. We established the Oxford-GlaxoSmithKline study (Ox-GSK) to perform a genome-wide meta-analysis of SNP association with smoking-related behavioral traits. Our final data set included 41,150 individuals drawn from 20 disease, population and control cohorts. Our analysis confirmed an effect on smoking quantity at a locus on 15q25 (P = 9.45 x 10(-19)) that includes CHRNA5, CHRNA3 and CHRNB4, three genes encoding neuronal nicotinic acetylcholine receptor subunits. We used data from the 1000 Genomes project to investigate the region using imputation, which allowed for analysis of virtually all common SNPs in the region and offered a fivefold increase in marker density over HapMap2 (ref. 2) as an imputation reference panel. Our fine-mapping approach identified a SNP showing the highest significance, rs55853698, located within the promoter region of CHRNA5. Conditional analysis also identified a secondary locus (rs6495308) in CHRNA3.

Mécanismes moléculaires d’activation du récepteur A des peptides natriurétiques

Le récepteur A des peptides natriurétiques (NPRA) fait partie de la famille des guanylates cyclases membranaires. L’activation du NPRA par ses agonistes naturels, ANP et BNP, induit une production de GMPc qui est responsable de leur rôle dans l’homéostasie cardiovasculaire, l’inhibition de l’hypertrophie et de la fibrose cardiaques et la régulation de la lipolyse. Le NPRA est un homodimère non covalent composé d’un domaine extracellulaire de liaison du ligand (ECD), d’un unique domaine transmembranaire (TM), d’un domaine d’homologie aux kinases et d’un domaine guanylate cyclase. Bien que le NPRA ait un rôle physiologique important, les mécanismes moléculaires régissant son processus d’activation restent inconnus. Nous avons donc analysé les premières étapes du processus d’activation du NPRA. Nous avons d'abord étudié le rôle de la dimérisation des ECD dans l’activation du récepteur. Nous avons utilisé les techniques de liaison de radioligand, de FRET et de modélisation moléculaire, pour caractériser la liaison à l’ECD des agonistes naturels, d’un superagoniste et d’un antagoniste. L’ANP se lie à un dimère d’ECD préformé et la dimérisation spontanée est l’étape limitante du processus de liaison. De plus, comme le démontrent nos études de FRET, tous les peptides, incluant l’antagoniste, stabilisent le récepteur sous sa forme dimérique. Cependant, l’antagoniste A71915 stabilise le dimère d’ECD dans une conformation différente de celle induite par l’ANP. La dimérisation du NPRA semble donc nécessaire, mais non suffisante à l’activation du récepteur. L’état d’activation du NPRA dépend plutôt de l’orientation des sous unités dans le dimère. Nous avons ensuite étudié le mécanisme moléculaire de transduction du signal à travers la membrane. Plusieurs études ont suggéré que l’activation du NPRA implique un changement de conformation du domaine juxtamembranaire (JM). Cependant, les études de cristallographie de l’ECD soluble de NPRA n’ont pas permis de documenter la structure du JM et le changement de conformation impliqué dans la transduction du signal reste inconnu. Pour analyser ce changement de conformation, nous avons d’abord séquentiellement substitué les neuf acides aminés du JM par une cystéine. En étudiant la capacité des mutants à former des dimères covalents de façon constitutive ou induite par l’ANP, nous avons pu évaluer la proximité relative des résidus du JM, avant et après activation du NPRA. Ces résultats ont démontré la proximité élevée de certains résidus spécifiques et sont en contradiction avec les données cristallographiques. Nous avons également démontré que le domaine intracellulaire impose une contrainte conformationnelle au JM à l’état de base, qui est levée après liaison de l’ANP. En introduisant de 1 à 5 alanines dans l’hélice-α transmembranaire, nous avons montré qu’une rotation des TM de 40° induit une activation constitutive du NPRA. Le signal d’activation pourrait donc être transmis à travers la membrane par un mécanisme de rotation des TM. En utilisant nos données expérimentales, nous avons généré le premier modèle moléculaire illustrant la conformation active du NPRA, où les domaines JM et TM sont représentés. Dans son ensemble, cette étude apporte une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régissant les premières étapes du processus complexe d’activation du NPRA.

Rôle des récepteurs glutamatergiques dans l'activité épileptiforme des interneurones inhibiteurs de l'hippocampe

Les patients atteints d'épilepsie du lobe temporal (TLE) ainsi que les rats injectés à l'acide kaïnique (KA) exhibent des patrons pathophysiologiques similaires de crises, de sclérose de l'hippocampe et de perte de certains types neuronaux. Parmi les cellules atteintes dans le modèle KA du TLE on retrouve certains interneurones inhibiteurs du CA1. En effet, certains interneurones des couches oriens et alveus (O/A-IN) meurent suite à une injection de KA chez le rat, contrairement aux interneurones à la bordure des couches radiatum et lacunosum/moleculare (R/LM-IN) de la même région. Bien que cette perte soit empêchée par des antagonistes des récepteurs glutamatergiques métabotropes de groupe I (mGluR1/5), la cause de cette perte sélective des O/A-INs reste à être précisée. Au cours des travaux de cette thèse, nous avons effectué des enregistrements de patch-clamp en configuration cellule-entière en modes courant- et voltage-imposé couplés à l'imagerie calcique pour étudier les causes de la vulnérabilité sélective des O/A-INs dans ce modèle. Dans un premier temps, nous avons évalué les effets d'une application aiguë de KA sur les propriétés membranaires et calciques pour voir s'il y avait des différences entre les O/A-INs et R/LM-INs qui pourraient expliquer la vulnérabilité. Nos résultats montrent que les dépolarisations et variations de résistance d'entrée ainsi que les augmentations de calcium intracellulaire, dépendantes principalement des récepteurs -amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxasole propionic acid (AMPA), sont similaires entre les deux types d'interneurones suite à des applications aigües de KA. Ceci indique que l'effet aigu du KA sur les interneurones ne serait pas la cause de la vulnérabilité des O/A-INs. Dans un second temps nous avons comparé l'implication des sous-types de récepteurs mGluR1 et 5 dans l'activité épileptiforme des deux types d'interneurones évoquée dans un modèle de tranche désinhibée. Dans ce cas, nos données montrent un rôle important des mGluR1 et 5 activés synaptiquement lors des décharges épileptiformes et ce, de manière spécifique aux O/A-INs. Les courants synaptiques sous-tendant ces décharges impliquent des récepteurs ionotropes et métabotropes du glutamate. En présence d'antagonistes des récepteurs ionotropes glutamatergiques, les courants synaptiques sont biphasiques et formés de composantes rapide et lente. Les récepteurs mGluR1 et 5 sont différemment impliqués dans ces composantes: les mGluR5 étant impliqués dans les composantes rapide et lente, et les mGluR1 que dans la composante lente. Ces résultats indiquent que les mGluR1 et 5 contribuent différemment à l'activité épileptiforme, et spécifiquement dans les O/A-INs, et pourraient donc être impliqués dans la vulnérabilité sélective de ces interneurones dans le modèle KA.

Etude des déterminants génétiques des psychoses à début précoce. Génétique de la schizophrénie et hypothèse glutamatergique

Les troubles schizophréniques (SCZ) ont une forte héritabilité, de l’ordre de 80%, mais, une très faible part du risque génétique a été identifiée. La plupart des études ont considéré l’implication de polymorphismes fréquents, chacun ayant un effet relativement faible individuellement, alors que les études de variants du nombre de copies (CNVs) ainsi que les études d’anomalies chromosomiques ont pointé l’implication possible de variants rares et de novo à une forte pénétrance. Dans une première partie, nous présentons une synthèse sur les facteurs génétiques dans la SCZ, puis une revue des arguments en faveur de l’implication d’anomalies du système glutamatergique dans la SCZ, domaine sur lequel s’est centré notre travail. Notre travail s’inscrit dans un projet plus vaste, Synapse to Disease (S2D) ayant pour objectif de séquencer 1000 gènes synaptiques dans des cohortes de patients atteints de schizophrénie ou de troubles du spectre autistique. Nous avons exploré en particulier le système glutamatergique et les récepteurs NMDA. Dans un premier article, nous montrons une association d’une mutation troncante de novo de la kinésine 17, impliquée dans le transport de la sous-unité GRIN2B des récepteurs NMDA. Dans un second article, nous explorons les mutations rares et de novo dans les sous-unités des récepteurs NMDA et montrons l’association de mutation de novo dans GRIN2A et GRIN2B avec des cas de SCZ et d’autisme. Nos résultats renforcent l’idée qu’une part des cas de schizophrénie pourrait être due à l’implication de mutations rare à effet majeur, hypothèse alternative mais non exclusive à l’hypothèse d’interactions entre variants génétiques fréquents à effet mineur.

Neurotensinergic modulation of glutamatergic neurotransmission in VTA neurons.

L’aire tegmentaire ventrale (VTA) contient une forte densité de terminaisons neurotensinergiques ainsi que des récepteurs à la surface des neurones dopaminergiques et non-dopaminergiques. Le VTA a été impliqué dans des maladies comme la schizophrénie, les psychoses et l’abus de substance. Les drogues d’abus sont connues pour induire le phénomène de sensibilisation - un processus de facilitation par lequel l’exposition à un stimulus produit une réponse augmentée lors de l’exposition subséquente au même stimulus. La sensibilisation se développe dans le VTA et implique mécanismes dopaminergiques et glutamatergiques. Il a été montré que les antagonistes neurotensinergiques bloquaient le développement de la sensibilisation et certains mécanismes de récompense et ces effets pourraient être médiés indirectement par une modulation de la neurotransmission glutamatergique. Cependant, on connaît peu les mécanismes de modulation de la transmission glutamatergique par la neurotensine (NT) dans le VTA. Le but de la présente thèse était d’étudier la modulation neurotensinergique de la neurotransmission glutamatergique dans les neurones dopaminergiques et non-dopaminergiques du VTA. Pour ce faire, nous avons utilisé la technique du patch clamp dans la cellule entière dans des tranches horizontales du VTA pour étudier les effets de différents agonistes et antagonistes neurotensinergiques. Les neurones ont été identifié comme Ih+ (présumés dopaminergiques) ou Ih- (présumés non-dopaminergiques) selon qu’ils exprimaient ou non un courant cationique activé par l’hyperpolarisation (Ih). Des techniques d’immunocytochimie ont été utilisées pour marquer les neurones et vérifier leur localisation dans le VTA. Dans une première étude nous avons trouvé que la neurotensine indigène (NT1-13) ou son fragment C-terminal, NT8-13, induisait une augmentation comparable des courants postsynaptiques excitateurs glutamatergiques (CPSEs) dans les neurones Ih+ ou Ih- du VTA. L'augmentation induite dans les neurones Ih+ par la NT8-13 a été bloquée par le SR48692, un antagoniste des récepteurs NTS1, et par le SR142948A, un antagoniste des récepteurs NTS1 et NTS2, suggérant que l'augmentation était médiée par l’activation des récepteurs NTS1. Dans les neurones Ih- l'augmentation n’a été bloquée que par le SR142948A indiquant une implication des récepteurs NTS2. Dans une deuxième étude, nous avons testé les effets de la D-Tyr[11]NT (un analogue neurotensinergique ayant différentes affinités de liaison pour les sous-types de récepteurs neurotensinergiques) sur les CPSEs glutamatergiques dans les neurones Ih+ et Ih- en parallèle avec une série d’expériences comportementales utilisant un paradigme de préférence de place conditionnée (PPC) menée dans le laboratoire de Pierre-Paul Rompré. Nous avons constaté que la D-Tyr[11]NT induisaient une inhibition dépendante de la dose dans les neurones Ih+ médiée par l'activation de récepteurs NTS2. En revanche, la D-Tyr[11]NT a produit une augmentation des CPSEs glutamatergiques médiée par des récepteurs NTS1 dans les neurones Ih-. Les résultats des expériences comportementales ont montré que des microinjections bilatérales de D-Tyr[11]NT dans le VTA induisait une PPC bloquée uniquement par la co-injection de SR142948A et SR48692, indiquant un rôle pour les deux types de récepteurs, NTS1 et NTS2. Cette étude nous a permis de conclure que i) la D-Tyr[11]NT agit dans le VTA via des récepteurs NTS1 et NTS2 pour induire un effet de récompense et ii) que cet effet est dû, au moins en partie, à une augmentation de la neurotransmission glutamatergique dans les neurones non-dopaminergiques (Ih-). Dans une troisième étude nous nous sommes intéressés aux effets de la D-Tyr[11]NT sur les réponses isolées médiées par les récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDA) et acide α-amino-3- hydroxy-5-méthyl-4-isoxazolepropionique (AMPA) dans les neurones du VTA. Nous avons constaté que dans les neurones Ih+ l’amplitude des CPSEs NMDA et AMPA étaient atténuées de la même manière par la D-Tyr[11] NT. Cette modulation des réponses était médiée par les récepteurs NTS1 et NTS2. Au contraire, dans les neurones Ih-, l’amplitude des réponses NMDA et AMPA étaient augmentées en présence de D-Tyr[11]NT et ces effets dépendaient de l’activation des récepteurs NTS1 localisés sur les terminaisons glutamatergiques. Ces résultats fournissent une preuve supplémentaire que le NT exerce une modulation bidirectionnelle sur la neurotransmission glutamatergique dans les neurones du VTA et met en évidence un nouveau type de modulation peptidergique des neurones non-dopaminergiques qui pourrait être impliqué dans la sensibilisation. En conclusion, la modulation neurotensinergique de la neurotransmission glutamatergique dans les neurones dopaminergiques et non-dopaminergiques du VTA se fait en sens opposé soit, respectivement, par une inhibition ou par une excitation. De plus, ces effets sont médiés par différents types de récepteurs neurotensinergiques. En outre, nos études mettent en évidence une modulation peptidergique de la neurotransmission glutamatergique dans le VTA qui pourrait jouer un rôle important dans les mécanismes de lutte contre la toxicomanie.

Directed Differentiation of Neural Progenitors into Neurons Is Accompanied by Altered Expression of P2X Purinergic Receptors

Neural differentiation has been extensively studied in vitro in a model termed neurospheres, which consists of aggregates of neural progenitor cells. Previous studies suggest that they have a great potential for the treatment of neurological disorders. One of the major challenges for scientists is to control cell fate and develop ideal culture conditions for neurosphere expansion in vitro, without altering their features. Similar to human neural progenitors, rat neurospheres cultured in the absence of epidermal and fibroblast growth factors for a short period increased the levels of beta-3 tubulin and decreased the expression of glial fibrillary acidic protein and nestin, compared to neurospheres cultured in the presence of these factors. In this work, we show that rat neurospheres cultured in suspension under mitogen-free condition presented significant higher expression of P2X2 and P2X6 receptor subunits, when compared to cells cultured in the presence of growth factors, suggesting a direct relationship between P2X2/6 receptor expression and induction of neuronal differentiation in mitogen-free cultured rat neurospheres.

The improvement of the anti-hyperalgesic effect of ketamine and of its isomers by the administration of ifenprodil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Toward an Explanation of the Genesis of Ketamine-Induced Perceptual Distortions and Hallucinatory States

The NMDA receptor (NMDAR) channel has been proposed to function as a coincidence-detection mechanism for afferent and reentrant signals, supporting conscious perception, learning, and memory formation. In this paper we discuss the genesis of distorted perceptual states induced by subanesthetic doses of ketamine, a well-known NMDA antagonist. NMDAR blockage has been suggested to perturb perceptual processing in sensory cortex, and also to decrease GABAergic inhibition in limbic areas (leading to an increase in dopamine excitability). We propose that perceptual distortions and hallucinations induced by ketamine blocking of NMDARs are generated by alternative signaling pathways, which include increase of excitability in frontal areas, and glutamate binding to AMPA in sensory cortex prompting Ca++ entry through voltage-dependent calcium channels (VDCCs). This mechanism supports the thesis that glutamate binding to AMPA and NMDARs at sensory cortex mediates most normal perception, while binding to AMPA and activating VDCCs mediates some types of altered perceptual states. We suggest that Ca++ metabolic activity in neurons at associative and sensory cortices is an important factor in the generation of both kinds of perceptual consciousness.

O óxido nítrico (NO) no controle neural da pressão arterial: Modulação da transmissão glutamatérgica no NTS

The neuromodulatory effect of nitric oxide (NO) on glutamatergic transmission within the NTS related to cardiovascular regulation has been widely investigated. Activation of glutamatergic receptors in the NTS stimulates the production and release of NO and other nitrosyl substances with neurotransmitter/neuromodulator properties. The presence of NOS, including the protein nNOS and its mRNA in vagal afferent terminals in the NTS and nodose ganglion cells suggest that NO can act on glutamatergic transmission. We previously reported that iontophoresis of L-NAME on NTS neurons receiving vagal afferent inputs significantly decreased the number of action potentials evoked by iontophoretic application of AMPA. In addition, iontophoresis of the NO donor papaNONOate enhanced spontaneous discharge and the number of action potentials elicited by AMPA, suggesting that NO could be facilitating AMPA-mediated neuronal transmission within the NTS. Furthermore, the changes in renal sympathetic discharge during activation of baroreceptors and cardiopulmonary receptors involve activation of AMPA and NMDA receptors in the NTS and these responses are attenuated by microinjection of L-NAME in the NTS of conscious and anesthetized rats. Cardiovascular responses elicited by application of NO in the NTS are closely similar to those obtained after activation of vagal afferent inputs, and L-glutamate is the main neurotransmitter of vagal afferent fibers. In this review we discuss the possible neuromodulatory mechanisms of central produced/released NO on glutamatergic transmission within the NTS.

Biomolecular information, brain activity and cognitive functions

Molecular neurobiology has provided an explanation of mechanisms supporting mental functions as learning, memory, emotion and consciousness. However, an explanatory gap remains between two levels of description: molecular mechanisms determining cellular and tissue functions, and cognitive functions. In this paper we review molecular and cellular mechanisms that determine brain activity, and then hypothetize about their relation with cognition and consciousness. The brain is conceived of as a dynamic system that exchanges information with the whole body and the environment. Three explanatory hypotheses are presented, stating that: a) brain tissue function is coordinated by macromolecules controlling ion movements, b) structured (amplitude, frequency and phase-modulated) local field potentials generated by organized ionic movement embody cognitive information patterns, and c) conscious episodes are constructed by a large-scale mechanism that uses oscillatory synchrony to integrate local field patterns. © by São Paulo State University.

Melatonin and ethanol intake exert opposite effects on circulating estradiol and progesterone and differentially regulate sex steroid receptors in the ovaries, oviducts, and uteri of adult rats

Chronic ethanol intake is associated with sex hormone disturbances, and it is well known that melatonin plays a key role in regulating several reproductive processes. We report the effects of ethanol intake and melatonin treatment (at doses of 100. μg/100. g. BW/day) on sex hormones and steroid receptors in the ovaries, oviducts and uteri of ethanol-preferring rats. After 150 days of treatment, animals were euthanized, and tissue samples were harvested to evaluate androgen, estrogen, progesterone and melatonin receptor subunits (AR, ER-α and ER-β, PRA, PRB and MT1R, respectively). Melatonin decreased estradiol (E2) and increased progesterone (P4) and 6-sulfatoxymelatonin (6-STM), while an ethanol-melatonin combination reduced both P4 and E2. Ovarian AR was not influenced by either treatment, and oviduct AR was reduced after ethanol-melatonin combination. Oviduct ER-α, ER-β and uterine ER-β were down-regulated by either ethanol or melatonin. Conversely, ovarian PRA and PRB were positively regulated by ethanol and ethanol-melatonin combination, whereas PRA was down-regulated in the uterus and oviduct after ethanol consumption. MT1R was increased in ovaries and uteri of melatonin-treated rats. Ethanol and melatonin exert opposite effects on E2 and P4, and they differentially regulate the expression of sex steroid receptors in female reproductive tissues. © 2013 Elsevier Inc.

The noradrenergic projection from the locus coeruleus to the cochlear root neurons in rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Die Rolle von LRP1 in der Funktion des NMDA-Rezeptors

Ein funktionelles Zusammenspiel von LRP1, einem Mitglied der LDL-Rezeptorfamilie, mit dem NMDA-Rezeptor, einem Glutamat Rezeptor, wurde durch die Interaktion beider Proteine sowie eine tPa-vermittelte, LRP1-abhängige Signalübertragung durch den NMDA-Rezeptor belegt. Darüber hinaus zeigen Mäuse mit einem konditionellen neuronalen knock-out des Lrp1 Gens Verhaltensänderungen, die mit einer beeinträchtigten Signalübertragung durch NMDA-Rezeptoren assoziiert werden könnten. Die genaue Rolle von LRP1 in der NMDA-Rezeptor-Funktion bleibt allerdings noch unklar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von LRP1 bei der Expression der NR2B-Untereinheit des NMDA-Rezeptors an der Zelloberfläche primärer kortikaler Neurone untersucht. Zu diesem Zweck wurde die knock-in Mauslinie LRP1ΔNPxY2, die sich durch eine Alanin Substitution im NPxY2 Motiv des LRP1 auszeichnet, eingesetzt. rnEs konnte gezeigt werden, dass diese knock-in Mutation in einer erhöhten Expression von LRP1 und der NMDA-Rezeptoruntereinheiten NR1 und NR2B an der Zelloberfläche primärer kortikaler Neurone resultiert. Der Effekt konnte durch eine reduzierte Endozytoserate von LRP1 und der NR1-und NR2B-Untereinheiten in primären LRP1ΔNPxY2 Neuronen erklärt werden. Darüber hinaus wurde ein verändertes Phosphorylierungsmuster der Internalisierungssignale der NR2B-Rezeptoruntereinheit Serin S1480 und Tyrosin Y1472 an der Zelloberfläche primärer LRP1ΔNPxY2 Neurone detektiert. Die verantwortlichen Kinasen Fyn und Kasein-Kinase II sind allerdings in LRP1ΔNPxY2 Neuronen im Vergleich zu den Wildtyp-Kontrollen nicht abweichend reguliert. In den Co-Immunopräzipitationsexperimenten wurde gezeigt, dass die Bindung von LRP1 mit NR2B durch die Phosphorylierung reguliert wird und dieser Regulationsmechanismus in LRP1ΔNPxY2 Neuronen beeinträchtigt ist. Dies resultiert in einer stärkeren Bindung von NR2B-Rezeptoruntereinheit an LRP1. Aufgrund reduzierter Internalisierungsraten von LRP1 in LRP1ΔNPxY2 Neuronen führt dieser Umstand zu einer Akkumulation beider Rezeptorproteine an der Zelloberfläche. Schließlich wurden die NMDA-Rezeptor-assoziierten Verhaltensänderungen wie die Hyperaktivität und die Defizite im direkten und umgekehrten räumlichen Lernvermögen in den LRP1ΔNPxY2 Tieren nachgewiesen. Zusammengefasst, demonstrieren diese Ergebnisse, dass LRP1 eine kritische Rolle in der Regulierung der NR2B-Expression an der Zelloberfläche spielt.

SNNAP: A Tool for Teaching Neuroscience

Simulation tools aid in learning neuroscience by providing the student with an interactive environment to carry out simulated experiments and test hypotheses. The field of neuroscience is well suited for the use of simulation tools since nerve cell signaling can be described by mathematical equations and solved by computer. Neural signaling entails the propagation of electrical current along nerve membrane and transmission to neighboring neurons through synaptic connections. Action potentials and synaptic transmission can be simulated and results displayed for visualization and analysis. The neurosimulator SNNAP (Simulator for Neural Networks and Action Potentials) is a simulation environment that provides users with editors for model building, simulator engine and visual display editor. This paper presents several modeling examples that illustrate some of the capabilities and features of SNNAP. First, the Hodgkin-Huxley (HH) model is presented and the threshold phenomenon is illustrated. Second, small neural networks are described with HH models using various synaptic connections available with SNNAP. Synaptic connections may be modulated through facilitation or depression with SNNAP. A study of vesicle pool dynamics is presented using an AMPA receptor model. Finally, a central pattern generator model of the Aplysia feeding circuit is illustrated as an example of a complex network that may be studied with SNNAP. Simulation code is provided for each case study described and tasks are suggested for further investigation.