Совместная работа израильских и американских учёных: обнаружены нестабильные белковые структуры, приводящие к развитию болезни Паркинсона
В результате совместной работы исследователей из Еврейского университета и университета штата Пенсильвания в США был раскрыт механизм, который позволяет особому белку альфа-синуклеину вызывать нарушения физической активности и приводить к развитию болезни Паркинсона. Впервые эти центральные белковые структуры были обнаружены на ранних стадиях заболевания. Результаты исследования, которое было опубликовано в научном журнале Structure, способны помочь в разработке новых препаратов для замедления прогрессирования распространённой патологии и, возможно, даже её предотвращения.
Болезнь Паркинсона, от которой страдают более 10 млн человек во всем мире, является вторым по распространённости дегенеративным заболеванием нервной системы после болезни Альцгеймера. Она начинает развиваться в нервных клетках ствола головного мозга и характеризуется постепенным ухудшением двигательных способностей: тремором, ригидностью мышц, нарушением равновесия.
Повреждённые нейроны у пациентов с болезнью Паркинсона характеризуются появлением микроскопических кластеров – так называемых телец Луи. Они могут приводить к нарушению функции нервных клеток. Эти тельца содержат очень чистые и стабильные волокна, состоящие из белка альфа-синуклеина. Его функция в мозге здорового человека заключается в поддержке переноса дофамина по краям нервных клеток. Если этот белок не взаимодействует с другими внутриклеточными компонентами, ему не хватает упорядоченной трехмерной структуры. Такой свободный белок способен складываться в различные нестабильные структуры, которые претерпевают очень быстрые изменения – даже быстрее, чем за микросекунды.
Белок альфа-синуклеин является биологически активным, когда свернут в определенную структуру. Хотя в некоторых случаях его структура будет способствовать нормальной физиологической активности, в других ситуациях она будет поддерживать активность, способствующую развитию патологии. Новое исследование обнаружило механизм, который позволяет альфа-синуклеину изменять структуры: между теми, которые поддерживают его нормальную физическую активность, и теми, которые вызывают нарушения физической активности и приводят к болезни Паркинсона.
В ходе исследования учёные использовали самые передовые биофизичекие методы, чтобы охарактеризовать различные структуры свободного альфа-нуклеина. После анализа данных команда доктора Эйтана Лернера из Института наук о жизни при Еврейском университете за счёт применения новейших спектроскопических методов показала удивительную вещь: части белковых структур сохраняют стабильную структуру в течение кратчайшего времени – от десятков до сотен милисекунд. Это достаточно медленно для того, чтобы позволить локальным структурам внутри альфа-синуклеина поддерживать различные функции белка, будь то путь нормальной или дегенеративной активности.
Благодаря этим структурам свободного белка альфа-синуклеина и тому, что некоторые из них фактически представляют собой предварительные стадии известной активности (физиологически нормальной или патологической), можно будет разработать небольшие молекулы, связанные со структурой белка в человеческом организме в его дегенеративном состоянии, которые будут связываться со структурой белка в том состоянии, которое способствует его нормальной активности и стабилизации структуры.
Доктор Лернер назвал исследование новым подходом к разработке лекарств от болезни Паркинсона. «Наша цель – продолжить биохимические исследования ранних стадий болезни Паркинсона и попытаться разработать лекарства, которые улучшат нейрофизиологическую функцию и замедлят или остановят развитие болезни», — сказал он.
Другие новости по теме:
- Каков результат вакцинации препаратами от разных производителей?
- Эндшпиль COVID-19 в Израиле: новая статья в журнале Science
- Учёные Института Вейцмана разработали уникальный инструмент, который прольёт свет на пути связи между нервными клетками в головном мозге
- В Израиле продолжает снижаться распространение коронавируса
