科学家们找到了一种检测淀粉样原纤维光谱信号的方法

科学家们找到了一种检测淀粉样原纤维光谱信号的方法
数据来自圣彼得堡大学研究园的资源中心“分子和细胞技术中心”。信用:spbu.

阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病,其中神经元逐渐死亡,导致痴呆。这种疾病的确切机制和原因尚未确定。然而,已知的是淀粉样斑块在患者的大脑中形成。斑块由淀粉样原纤维组成,淀粉样原纤维是由淀粉样蛋白形成的特殊丝状集合。

“未来神经退行性疾病的患者的数量将继续在未来增长。由于人类在治疗癌症和心血管疾病中的成功,越来越多的人生活在80年代。在这个年龄,发展神经退行性的风险包括阿尔茨海默病的疾病变得非常高。不幸的是,没有发现这些疾病的治疗尚未找到这些疾病的疾病,“博士学位,博士学位,博士学位,教授,博士学位,博士学位,博士学位,博士博士教授大学。

根据Nikolai Skrynnikov的说法,科学家们最近才破译了淀粉样蛋白沉积的结构特征。然而,更详细的淀粉样蛋白形成研究面临着许多困难。特别是,这是因为在脑组织中与其他结构形式的淀粉样蛋白蛋白共存。这些是单体,蛋白水解片段和各种低聚物,其中一些是用于建造新型原纤维的“种子”。分析这种混合物是一项重大挑战。例如,当通过核磁共振(NMR)光谱学研究淀粉样蛋白样品时,获得多种信号,该信号不仅源自科学家感兴趣的原纤维,而且来自其他蛋白质。因此,专家正在寻找分离原纤维和其他伴随结构形式的光谱信号的方法。

实现这一目标的最明显和简单的方法是所谓的“扩散滤波器”。这是一个特殊的NMR实验,使得可以将来自重型原纤维的信号分离出样品的其他移动组件。然而,大约十年前来自牛津大学的科学家发表了两篇文章,其中对淀粉样品原纤维样品进行了这种过滤器的可行性已经提出了问题。之后,这一领域的研究已经停止了。

科学家们找到了一种检测淀粉样原纤维光谱信号的方法
ST Petersburg大学研究园区资源中心“磁共振研究中心”中获得的数据。信用:spbu.

“运动。可以比作湖面上的日志随机运动,而单体的运动就像松针一样。牛津的研究人员认为,日志的旋转可能更快 - 在转动时,日志末端的线性速度被证明是足够高的。出于这个原因,根据作者,不可能区分快速转动的日志和灵活的针头,“尼古拉斯斯坦尼科夫解释。”但这远远不相下。“

来自圣彼得堡大学的科学家们对他们牛津同事的断言进行了严格的测试,不仅推翻了它,而且还创建了扩散核磁共振实验的新理论。此外,研究者用三种方法描述了效应的本质:解析法,即推导出反映实验结果的紧凑公式;数值方法,即通过适当的数值算法求解某一微分方程;蒙特卡罗方法,即利用计算机模拟捕捉溶液中随机的纤维运动。三种方法的结果几乎相同,从而验证了新理论。

对于新理论的实验验证,研究人员转向酵母蛋白质Sup35,已知具有淀粉样活性特性。圣彼得堡大学的科学家在这种蛋白质的早期研究中发挥了突出的作用。Sergey Inge-Vechtomov教授,他的学生和追随者是Sup35的第一个调查人员之一。ST彼得堡大学生物分子NMR实验室的研究小组与大学遗传和生物技术部的科学家使用Sup35作为模型系统,以证明在含有淀粉样蛋白原纤维的样品中使用扩散过滤器确实可以。研究人员成功地获得了一种来自其他光谱信号的原纤维,“清除”。

“二十至三十年前,科学家对痴呆症开始时对人类大脑发生的事情几乎没有了解。逐渐,已经积累了知识,并开发了新的研究方法。由于这些方法,我们现在知道存在淀粉样液沉积物并具有相当详细的结构,“Nikolai Skrynikov Notes。“我们的理论及其证据是对基础知识的贡献,即药用化学家依赖于寻求新药的寻求。在未来,我们在淀粉片体系中的NMR实验中所提出的扩散过滤器可以有所帮助。”


进一步探索

了解疾病导致蛋白纤维的生长

更多信息:鲍里斯B.Kharkov等人,旋转运动在超分子组件上的扩散NMR实验中的作用:应用于Sup35nm原纤维,安吉旺特化学国际版(2021)。DOI: 10.1002 / anie.202102408
引用:科学家发现一种方法来检测淀粉样蛋白原纤维的光谱信号(2021,5月26)从HTTPS://Medicalxpress.com/news/2021-05-scients-pectral- myl-fibrils.html
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