Материалы портала «Научная Россия»

Что «включает» развитие болезни Альцгеймера

Что «включает» развитие болезни Альцгеймера
Российско-британская исследовательская группа описала механизм развития заболевания и обнаружила ее основную причину.

Ученые из Московского государственного университета, Института молекулярной биологии РАН и Лондонского королевского колледжа описали механизм развития болезни Альцгеймера, в том числе процесс, инициирующий заболевание. Статья об исследовании опубликована в журнале Scientific Reports.

Ученые исследовали различные патогенные бета-амилоидные пептиды, а точнее, их короткие участки, домены, связывающие их с металлами. Бета-амилоидные пептиды — это молекулярные конструкции белкового типа, которые в нормальном состоянии обеспечивают защиту нервных клеток мозга, а при болезни Альцгеймера, наоборот, начинают действовать им во вред. Пептиды начинают объединяться между собой, мозг покрывается так называемыми амилоидными бляшками. Ранее было известно, что важную роль в инициализации этих патологических процессов играют ионы переходных металлов, прежде всего цинка, но конкретные механизмы оставались неясны.

В новом исследовании при помощи спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и других методов определялись структуры образующихся молекулярных комплексов. Одним из исследуемых патогенов был так называемый «английский мутант», отличающийся от нормального бета-амилоидного пептида всего лишь одной аминокислотной заменой. С помощью ЯМР ученым удалось детально разобраться с протекающими химическими процессами и изменениями структуры в ходе связывания пептида с ионами цинка и дальнейшей агрегации.

Вторым изученным патогеном был изомеризованный бета-амилоидный пептид: он по химическому составу не отличается от нормального пептида человека, но один из его аминокислотных остатков представляет собой молекулу с другим взаимным расположением атомов. Ранее было показано, что введение изомеризованного пептида трансгенным мышам быстро приводит к образованию у них амилоидных бляшек.

В присутствии ионов цинка металл, связывающий домен этого пептида, агрегировал столь быстро, что образующиеся структуры просто не успевали замечать. Однако ученым удалось выяснить, что, несмотря на все различия в процессах, протекающих с «английским мутантом» и изомеризованным пептидом, начальные стадии у них оказались совершенно одинаковыми. В обоих случаях «спусковой крючок» оказался одним и тем же — роль зародышей патогенной агрегации в обоих случаях играли образующиеся в самом начале патогенные димеры пептида, то есть две молекулы пептида, скрепленные ионом цинка. Такие же димеры наблюдались и в случае нормального пептида человека, а различия для всех исследованных форм были связаны со скоростью образования димеров и их склонностью к дальнейшей агрегации.

Исследователи на основе полученных данных описали предполагаемый механизм контролируемой ионами цинка процедуры превращения пептида-защитника в пептид-убийцу. Этот механизм объясняет многие экспериментальные факты, полученные не только ими, но и их коллегами в других лабораториях, изучающих болезнь Альцгеймера. Ученые надеются, что их открытие за счет точного выбора мишени поможет создавать новые лекарства, способные блокировать инициализируемую ионами цинка агрегацию бета-амилоидных пептидов.

[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]

амилоидные бляшки болезнь альцгеймера изомеризованный бета-амилоидный пептид патогенные бета-амилоидные пептиды

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий