Альфа-листы против бета-амилоида
Болезнь Альцгеймера – неизлечимое заболевание, при котором в клетках мозга накапливаются токсичные сгустки бета-амилоидного белка. Недавно ученым удалось сконструировать синтетический пептид, который может предотвратить скопление бета-амилоида на самых ранних стадиях. Этот пептид состоит из 23 аминокислот и имеет структуру альфа-листа. Листы связываются с недавно образованными сгустками бета-амилоида и останавливают их накопление.
Формы бета-амилоида
Образование токсичной формы бета-амилоида является отличительной чертой болезни Альцгеймера, но не все формы бета-амилоида токсичны. Мономеры бета-амилоида выполняют важную работу в клетках мозга.
Однако у людей с болезнью Альцгеймера отдельные молекулы бета-амилоида группируются в олигомеры, которые могут содержать до 12 мономеров. При таком сложном строении белок не образует структуру, необходимую для выполнения своих функций. Олигомеры продолжают расти, и в конечном итоге образуют бляшки.
Первое время существовало мнение, что бляшки – самая токсичная форма бета-амилоида, которая вызывает симптомы болезни Альцгеймера, такие как потеря памяти и способности к мышлению. Однако из-за растущего числа доказательств все большее число экспертов предполагает, что ранние стадии образования олигомера бета-амилоида намного токсичнее для клеток мозга.
Синтетический пептид поражает бета-амилоид
Листы альфа-пептида были созданы для того, чтобы блокировать образование бета-амилоида на этапе формирования олигомера.
В будущем будет возможно разработать синтетические пептидные альфа-листы, структуры которых будут «дополнять» скопления бета-амилоида, оставляя биологически активные мономеры неповрежденными.
Прототипом производства трехмерных молекул разнообразных форм стал синтез белка в клетках. Первым этапом создания полипептида является складывание длинной цепи в одну из нескольких основных структур.
Команда профессора Даггетта обнаружила в предыдущей работе, в которой они моделировали синтез белков на компьютерах, одну такую базовую структуру – альфа-лист. Недавнее исследование показало, что бета-амилоидные олигомеры принимают форму альфа-листа, поскольку они образуют более длинные сгустки и бляшки.
Оно также показывает что синтетический лист альфа-пептида связывается только с листами альфа-олигомеров бета-амилоида и нейтрализует их токсичность.
Большое падение бета-амилоидных олигомеров
Учёные использовали традиционные методы спектроскопии, чтобы наблюдать, как бета-амилоид прогрессирует от мономеров к олигомерам до бляшек в культивируемых клетках мозга человека.
Было показано, что обработка образцов тканей мозга мышей альфа-листами синтетического пептида привела к снижению токсичности бета-амилоидных олигомеров на 82%, а в мозге живых мышей уровень образования бета-амилоидных олигомеров снизился на 40% в течение суток.
Эксперименты на червях Caenorhabditis elegans показали, что лечение синтетическим пептидом может задерживать паралич, обусловленный бета-амилоидными бляшками. Также эксперимент показал меньшее повреждение кишечника, которое развивается, когда черви питаются бактериями, которые производят бета-амилоид.
Также исследование показало, что можно использовать альфа-листы синтетического пептида для проверки уровней бета-амилоидных олигомеров.
Профессор Даггетт и ее команда уже экспериментируют с новыми версиями синтетических белков, чтобы найти те, которые смогут нейтрализовать бета-амилоидные олигомеры более эффективно.
Елена Панасюк, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/ по материалам Medical News Today: Alzheimer's: Synthetic protein blocks toxic beta-amyloid.