蛋白质形状在阿尔茨海默氏症的研究中很重要

蛋白质形状在阿尔茨海默氏症的研究中很重要
淀粉样非晶聚集物具有较高的细胞毒性,表明蛋白质折叠化学的微小变化可导致形状和毒性的差异。信贷:Ashutosh女子

有时候错误折叠的蛋白质。当这种情况发生在人类大脑时,错误折叠的蛋白质堆积可能导致阿尔茨海默氏症、帕金森症和ALS等神经退行性疾病。

蛋白质不会突然行为异常或折叠错误。生物化学的相互作用和环境构成了一个微妙的生态系统,通常让它们扭动、展开、折叠并按照它们的计划完成它们的工作。

然而,密歇根理工大学的研究人员在一篇发表于ACS的化学神经科学在美国,即使是很小的变化也可能造成长期的后果。

这被认为是阿尔茨海默氏症的主要特征导致错误折叠,聚集和细胞毒性。

乙酰化和淀粉样蛋白毒性

密歇根理工大学的化学副教授阿舒托什·蒂瓦里解释说,错误折叠的β淀粉样蛋白往往会堆积并形成聚集体,从而形成纤维状原纤维或球状的无定型形状。

为了理解是什么导致了为了评估它们的毒性,蒂瓦里的团队研究了乙酰化作用。

乙酰化是蛋白质最常见的化学修饰之一,但它是如何影响淀粉样蛋白毒性的研究最少的一个。淀粉样β蛋白的乙酰化可发生在两个位点:赖氨酸16和赖氨酸28。

蛋白质形状在阿尔茨海默氏症的研究中很重要
非晶态结构是由错误折叠的蛋白质形成的团块;原纤维是错误折叠的蛋白质,形成长而细的形状。信贷:Ashutosh女子

研究小组发现赖氨酸16的乙酰化导致无序聚集,形成粘性但灵活的无定形结构,并显示出高度的毒性。他们还发现,聚集物显示出更高的自由基形成。

蒂瓦里说:“没有人做过系统的研究表明,如果你乙酰化淀粉样蛋白,它会改变聚集体的外观,然后它的生物物理特性会改变,因此毒性也会改变。”“我们要说的是,聚集蛋白结构的形状、粘性和灵活性在细胞毒性中发挥了重要作用,也可能影响毒性机制。”

骨料和阿尔茨海默氏症

在阿尔茨海默症中,这些聚集物会在大脑中影响记忆的部分聚集。据阿尔茨海默氏症组织(Alzheimer's Organization)报告,这种疾病是美国第六大死亡原因,到2020年,美国将损失约3050亿美元。蒂瓦里说,关于这种疾病,我们真正需要了解的是,没有单一的病因,没有单一的触发因素,由于涉及的化学物质,可能也没有灵丹妙药。

Tiwari说:“这就是单个位置的细微变化如何影响整个蛋白质的聚集。”他补充说,乙酰化对另一种蛋白质聚集的影响,比淀粉样蛋白的研究要多得多。此外,许多研究人员仍然认为,一个错误折叠的蛋白质必须看起来有某种特定的方式才会有问题,而其他错误折叠的形式就不是什么问题了。

蒂瓦里同意一些蛋白质的变化是微妙的,并比较了辨别差异及其对雪地轮胎的影响。雪地轮胎的胎面更深,在冬季路面上使用的材料也更灵活,但在高速公路上很难指出这些特点。就像不同种类的轮胎一样,蛋白质的形状从远处看很难分辨。

蒂瓦里说:“这不是一个可以从远处观看的东西,它是一个触摸和感觉的财产。”“我们必须探究这些属性。我们必须从形态学和生物物理学的角度更深入地研究这些结构。”

当我们这样做的时候,我们可以更好地理解错误折叠蛋白质的复杂性β会导致像阿尔茨海默氏症。


进一步探索

分子减少多种与阿尔茨海默病相关的病理

更多信息:Rashmi Adhikari等。赖氨酸16处Aβ42的乙酰化作用破坏淀粉样蛋白的形成,ACS的化学神经科学(2020)。DOI: 10.1021 / acschemneuro.0c00069
引用蛋白质形状在阿尔茨海默氏症研究中起着重要作用(2020年5月12日),该研究于2021年4月17日从//www.puressens.com/news/2020-05-protein-alzheimer.html获得
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