弗吉尼亞理工大學(xué)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了與阿爾茨海默病和2型糖尿病有關(guān)的淀粉樣纖維的穩(wěn)定力量。

這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《分子生物學(xué)雜志》上。

淀粉樣蛋白是蛋白質(zhì)的集合，使蛋白質(zhì)的許多副本粘在一起形成纖維。大腦中淀粉樣纖維的積累導(dǎo)致老年癡呆癥，而胰腺中淀粉樣纖維的積累通過破壞產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞而導(dǎo)致2型糖尿病。

農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)助理教授和他的團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬來理解在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中很難或甚至不可能再現(xiàn)的蛋白質(zhì)聚集機(jī)制。

闡明淀粉樣蛋白的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性對(duì)今后發(fā)展抗淀粉樣藥物治療具有重要意義。

對(duì)于這個(gè)研究,Lemkul的團(tuán)隊(duì)執(zhí)行首次模擬淀粉樣原纖維使用一個(gè)物理模型,其中包括電子極化了解穩(wěn)定三蛋白在老年癡呆癥患者觀察到:tau蛋白,淀粉樣β-peptide,胰島淀粉樣多肽(IAPP)。IAPP也與2型糖尿病患者的淀粉樣纖維有關(guān)。

我們發(fā)現(xiàn)，這三種形成淀粉樣蛋白中的一些氨基酸對(duì)環(huán)境的微小變化特別敏感，尤其是甘氨酸，它在穩(wěn)定淀粉樣聚集體中起著重要作用。

這三種淀粉樣纖維的序列在成分和長(zhǎng)度上差別很大，但它們都參與了形成這些纖維結(jié)構(gòu)的聚集途徑。單獨(dú)研究淀粉樣蛋白是很常見的;然而，通過研究三種不同的淀粉樣纖維，我們能夠確定它們之間常見的穩(wěn)定力。這給了我們新的方向來理解淀粉樣蛋白，更好地了解一些淀粉樣蛋白是如何導(dǎo)致疾病的。

有了這些新發(fā)現(xiàn)，研究人員可以開始設(shè)計(jì)藥物來破壞淀粉樣纖維，或者先阻止它們的形成。

如果研究人員能夠設(shè)計(jì)出防止纖維形成的藥物，干預(yù)治療將是最有幫助的。

這篇論文的第一作者達(dá)西·戴維森是萊姆庫(kù)爾實(shí)驗(yàn)室的一年級(jí)研究生，她開始研究微管相關(guān)的tau蛋白，這是她項(xiàng)目的一部分。

“我的兩個(gè)祖父都被診斷出患有阿爾茨海默氏癥，所以這項(xiàng)研究對(duì)我個(gè)人來說非常重要�！边@些發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員開發(fā)更好的藥物，針對(duì)淀粉樣纖維形成的特定區(qū)域，這對(duì)于阿爾茨海默病的未來治療來說是令人興奮的。

戴維森目前正在繼續(xù)她的微管相關(guān)蛋白tau的研究，主要集中在蛋白質(zhì)折疊以及單個(gè)蛋白如何開始聚集形成淀粉樣纖維。

Lemkul的團(tuán)隊(duì)對(duì)未來與研究人員合作，在實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物模型中測(cè)試這些發(fā)現(xiàn)很感興趣;然后研究人員就可以開始設(shè)計(jì)藥物來鎖定和防止淀粉樣蛋白的形成。

淀粉樣蛋白的形成與多種人類疾病有關(guān)，包括阿爾茨海默病(AD)、2型糖尿病(T2D)、帕金森病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、亨廷頓病等。