Новости химической науки > Необычная структура амилоидных фибрилл

Многие исследователи уверены, что бляшки, состоящие из амилоидных пептидов, вносят свой печальный вклад в разрушение мозга людей, страдающих от болезни Альцгеймера.

Более того, в последнее время все чаще делается вывод о том, что фрагмент амилоидного пептида, состоящий из 42 аминокислотных остатков, является главной причиной образования таких бляшек. К сожалению, получить информацию о структуре таких бляшек очень сложно из-за их гетерогенности.

В новой работе Йоситака Исии (Yoshitaka Ishii) из Университета Иллинойса с соавторами сообщает о получении гомогенной фибриллы Aβ-42 in vitro и установлении ее структуры с помощью твердотельного ядерного магнитного резонанса. Полученная структура значительно отличается от структуры Aβ-40 – более короткого и более распространенного родственника Aβ-42, также связанного с развитием болезни Альцгеймера.

Необычный мотив строения амилоида Аβ-42 обеспечивается солевым мостиком между остатком лизина в положении 28 и остатком аланина в положении 42. (Рисунок из Nat. Struct. Mol. Biol. 2015, DOI: 10.1038/nsmb.2991)

Фибриллы Aβ-40, строение которых было определено ранее, характеризуются U-образной формой с параллельно ориентированными β-складками, связанными посредством гибкой петли. Фибрилла Aβ-42, в отличие от Aβ-40, содержит три связанных β-складки, принимающих S-образную конфигурацию.

Различаются и взаимодействия, стабилизирующие структуры Aβ-40 и Aβ-42. Третичная структура более короткого пептида обеспечивается солевым мостиком между остатками лизина в положении 28 и аспарагиновой кислоты в положении 23. Мотив строения амилоида Аβ-42 обеспечивается солевым мостиком между остатком лизина в положении 28 и остатком аланина в положении 42 – остатком, которого нет в более коротком пептиде.

Проведенные ранее Робертом Тико (Robert Tycko) и его коллегами исследования позволяли предполагать, что фибриллы β-амилоидов со структурой, похожей на Aβ-40 и Aβ-42, могут принимать различные типы третичных структур, но лишь незначительно различающиеся конфигурацией.

Как отмечает Тико, результаты новой работы очень важны, поскольку демонстрируют тот факт, что вариации конформации фибрилл β-амилоидов могут отличаться друг от друга до неузнаваемости. Также он подчеркивает, что результаты нового исследования позволяют объяснить, почему фибриллы Aβ-40 и Aβ-42 не являются «перекрестными затравками для роста бляшек», то есть не инициируют рост другого типа фибрилл. Тем не менее, Тико отмечает, что исследователям осталось «всего ничего» – доказать, что третичная структура амилоидного пептида, выращенного in vitro, присутствует и в ткани мозга человека, страдающего от болезни Альцгеймера.

Если подобные структуры будут обнаружены в мозгу, лекарства, которые уже разработаны для оптимального нарушения роста β-мотива в Aβ-40, могут и не продемонстрировать эффективное лечение болезни Альцгеймера, которая может вызываться более опасными фибриллами Aβ-42.

Источник: Nat. Struct. Mol. Biol. 2015, DOI: 10.1038/nsmb.2991

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #химия полимеров