研究人员发现淀粉样蛋白与阿尔茨海默氏症和2型糖尿病有关

弗吉尼亚理工大学的一个研究小组发现了淀粉样原纤维的稳定力量，而淀粉样原纤维与阿尔茨海默病和2型糖尿病有关。

这些发现最近发表在分子生物学杂志。

淀粉样蛋白是蛋白质的聚集体，形成一种形状，可以进行多次复制蛋白质粘在一起形成原纤维大脑中淀粉样蛋白原纤维的堆积会导致阿尔茨海默氏症，而胰腺中淀粉样蛋白原纤维的堆积会破坏产生胰岛素的细胞，从而导致2型糖尿病。

Justin Lemkul是农业和生命科学学院生物化学助理教授，他的团队的研究侧重于应用计算机模拟以了解难以甚至无法在实验室环境中重建难以甚至不可能的蛋白质聚集机制。

阐明这些淀粉样蛋白原纤维的结构和稳定性对于开发未来的抗淀粉样蛋白药物治疗很重要。

在这项研究中，Lemkul的团队使用包括电子极化在内的物理模型首次模拟了淀粉样原纤维，以了解稳定阿尔茨海默症患者中观察到的三种淀粉样蛋白的力量:微管相关蛋白tau、淀粉样β-肽和胰岛淀粉样肽(IAPP)。IAPP也与2型糖尿病患者的淀粉样原纤维有关。

“我们发现，这三种淀粉样蛋白中的几种氨基酸对环境的微小变化特别敏感，尤其是甘氨酸，它在稳定淀粉样蛋白聚集方面起着重要作用，”弗拉林生命科学研究所和弗吉尼亚技术药物发现中心的下属机构Lemkul说。

Anne Brown，大学图书馆研究和信息学助理教授，是一名特约作者，并为论文进行了IAPP模拟和分析。

“这三种淀粉样原纤维的序列在组成和长度上差异很大，但都参与了导致这些原纤维结构的聚合途径。学习是很平常的淀粉样蛋白单独地;然而，通过研究三种非常不同的淀粉样原纤维，我们能够确定其中常见的稳定力量。这为我们总体上理解淀粉样蛋白提供了新的方向，并更好地理解一些淀粉样蛋白是如何导致疾病状态的，”布朗说。

有了这些新的见解，研究人员可以开始设计药物来分解淀粉样原纤维或阻止它们最初形成。

Lemkul说:“如果研究人员能够设计出预防纤丝形成的药物，那么治疗干预将是最有帮助的。”

达西·戴维森(Darcy Davidson)是这篇论文的第一作者，也是莱姆库尔实验室的一年级研究生，作为她的轮换项目的一部分，她开始了与微管相关的tau蛋白的研究。

“我的祖父和外祖父都被诊断出患有阿尔茨海默氏症，所以这项研究对我个人来说很重要。这些发现可以帮助研究人员开发出针对淀粉样纤维形成的特定区域的更好的药物，这在未来治疗阿尔茨海默氏症方面是令人兴奋的。”戴维森说。

戴维森目前正在继续她的微管相关蛋白tau的研究，重点是蛋白质折叠和单个蛋白质如何开始聚集形成一个淀粉样蛋白原纤维。

Lemkul的团队有兴趣在未来与研究人员合作，在实验室和动物模型中测试这些发现;然后，研究人员就可以开始设计药物，以靶向和防止形成淀粉样纤维。

淀粉样蛋白的形成与多种人类疾病有关，包括阿尔茨海默氏病(AD)、2型糖尿病(T2D)、帕金森氏病、类风湿性关节炎、亨廷顿氏病等。

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