13news
Опубликовано: 16:47, 07 июль 2022
Красота и здоровье / news

Медь приводит к агрегации белков при болезни Паркинсона

Медь приводит к агрегации белков при болезни Паркинсона


Воздействие меди в окружающей среде и белок альфа-синуклеин в мозге человека могут играть важную роль в патогенезе болезни Паркинсона. Команда из Эмпы и Университета Лимерика смогла показать, как белок приобретает необычную форму под воздействием большого количества ионов меди. Результаты исследования, опубликованные в журнале ACS Chemical Neuroscience, могут помочь в разработке новых стратегий лечения нейродегенеративных заболеваний.


Причины болезни Паркинсона еще не до конца понятны. Задолго до появления типичного мышечного тремора появление дефектных белков в мозге может быть первым признаком. Исследователи из Эмпы и Лимерикского университета в Ирландии теперь более внимательно изучили аномальную форму этих альфа-синуклеинов в виде белковых колец. При этом они также смогли визуализировать на наноуровне связь с загрязнением окружающей среды медью. Это проливает новый свет на развитие нейродегенеративного заболевания и роль биометаллов в процессе болезни. Кроме того, полученные данные могут открыть возможности для улучшения ранней диагностики и терапии заболевания.


О болезни Паркинсона известно, что нейроны в головном мозге отмирают, что приводит к дефициту нейромедиатора дофамина. На поздних стадиях заболевания это приводит к мышечному тремору, ригидности мышц и даже неподвижности. Это медленно прогрессирующее заболевание является вторым по распространенности нейродегенеративным заболеванием в мире после болезни Альцгеймера. Факторы окружающей среды, такие как пестициды или металлы, могут способствовать возникновению болезни Паркинсона.


Команда под руководством исследователя Эмпа Питера Нирмалраджа из лаборатории "Транспорт на наноразмерных интерфейсах" изучает эту гипотезу с помощью методов визуализации и химической спектроскопии, а также, в сотрудничестве с командой Дэмиена Томпсона из Университета Лимерика, компьютерного моделирования. Исследователи нацелились на белок, который участвует в нескольких молекулярных процессах развития болезни Паркинсона: альфа-синуклеин. У больных людей этот эндогенный белок слипается и вызывает гибель нервных клеток. Исследователи подозревают, что медь в высоких концентрациях вмешивается в эти процессы и ускоряет развитие болезни.


Чтобы визуализировать сцепление альфа-синуклеина в нанометровом масштабе, исследователь Эмпа Сильвия Кампиони из лаборатории целлюлозы и древесных материалов создала белок искусственным путем. Используя атомно-силовую микроскопию, исследователи смогли наблюдать, как белок, который изначально находился в растворе, в течение десяти дней формировал отдельные нерастворимые нитевидные структуры, а затем слипся вместе, образовав плотную сеть фибрилл. Судя по изображениям, превращение растворимого белка в сцепленные волокна длиной около 1 микрометра, происходящее в процессе развития болезни, можно наблюдать в лаборатории с впечатляющей точностью.


Если затем исследователи добавили в раствор белка ионы меди, под микроскопом появились совершенно другие структуры: Кольцеобразные белковые структуры размером около 7 нанометров, так называемые олигомеры, появились в пробирке всего за несколько часов. О существовании таких кольцеобразных олигомеров и их повреждающем действии на клетки уже известно. Более того, более длинные волокноподобные структуры появились раньше, чем в растворе без меди.


"С одной стороны, высокие дозы меди, похоже, ускоряют процесс агрегации", - говорит Питер Нирмалрадж. Однако, с другой стороны, под воздействием меди эта необычная кольцеобразная структура белка развивается относительно быстро, что, возможно, знаменует начало патологического процесса или даже запускает его". Исследователи также проанализировали процесс связывания ионов меди с альфа-синуклеином с помощью компьютерного моделирования молекулярной динамики с крошечными шагами от 10 до 100 наносекунд.


Поскольку олигомерные кольца образуются в самом начале трансформации белка, их можно использовать в качестве мишени для новых форм терапии, надеется Нирмалрадж. Кроме того, полученные результаты могут помочь в разработке теста на болезнь Паркинсона, который позволит выявлять болезнь на ранней стадии в жидкостях организма, например, используя образцы спинномозговой жидкости.



Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Обсудить (1)
Читайте также:
Разработан белковый тест, способный помочь в более ранней диагностике болезни Паркинсона
Разработан белковый тест, способный помочь в более ранней диагностике болезни Паркинсона
15.12.21, Красота и здоровье / news
Выявлены новые особенности белка, вызывающего болезнь Паркинсона
Выявлены новые особенности белка, вызывающего болезнь Паркинсона
09.06.22, Красота и здоровье / news
Обнаружены изменения белка деменции при неизлечимом детском заболевании
Обнаружены изменения белка деменции при неизлечимом детском заболевании
10.01.22, Красота и здоровье / news
Представлена методика для расчета риска развития болезни Паркинсона по длине лизосомы
Представлена методика для расчета риска развития болезни Паркинсона по длине лизосомы
09.12.21, Красота и здоровье / news
Комбинированная терапия позволила уменьшить количество токсичности при болезни Паркинсона
Комбинированная терапия позволила уменьшить количество токсичности при болезни Паркинсона
24.11.21, Красота и здоровье / news
Особый белок может играть роль в распространенном расстройстве мозга
Особый белок может играть роль в распространенном расстройстве мозга
20.04.22, Красота и здоровье / news
Разгадана тайна о важнейшем белке, связанном с болезнью Паркинсона
Разгадана тайна о важнейшем белке, связанном с болезнью Паркинсона
23.12.21, Красота и здоровье / news
Кошмары в пожилом возрасте могут быть ранним признаком болезни Паркинсона
Кошмары в пожилом возрасте могут быть ранним признаком болезни Паркинсона
08.06.22, Красота и здоровье / news

redvid esle