与阿尔茨海默病和2型糖尿病相关的淀粉样蛋白的新见解（科研进展）

弗吉尼亚理工大学的一个研究小组发现了与阿尔茨海默病和2型糖尿病有关的淀粉样蛋白原纤维的稳定力量。...

弗吉尼亚理工大学的一个研究小组发现了与阿尔茨海默病和2型糖尿病有关的淀粉样蛋白原纤维的稳定力量。

这些发现最近发表在《分子生物学杂志》上。



淀粉样蛋白是蛋白质的集合，使蛋白质的许多副本粘在一起形成原纤维。大脑中淀粉样蛋白原纤维的聚集导致了阿尔茨海默病，而胰腺中淀粉样蛋白原纤维的积累通过破坏产生胰岛素的细胞而导致2型糖尿病。

农业与生命科学学院生物化学助理教授Justin Lemkul和他的团队专注于应用计算机模拟来了解蛋白质聚集的机制，这些蛋白质聚集在实验室环境中很难甚至不可能重现。

阐明淀粉样蛋白原纤维的结构和稳定性对未来开发抗淀粉样蛋白药物是很重要的。

在此研究中，Lemkul的团队使用包括电子极化在内的物理模型进行了有史以来第一次模拟淀粉样原纤维，以了解在阿尔茨海默病患者中观察到的三种形成淀粉样蛋白的稳定作用力：微管相关蛋白tau，淀粉样蛋白β-肽和胰岛淀粉样多肽（IAPP）。IAPP也与2型糖尿病患者的淀粉样蛋白纤维有关。



“我们发现，这三种形成淀粉样蛋白中的几种氨基酸对环境中的微小变化特别敏感，尤其是甘氨酸，它在稳定淀粉样聚集体中起着重要作用。”Lemkul说。

”这三种淀粉样纤维的序列在成分和长度上差别很大，但都参与了形成这些纤维结构的聚集途径。单独研究淀粉样蛋白是很常见的;然而，通过研究三种不同的淀粉样原纤维，我们能够确定其中常见的稳定力。这给了我们新的方向来理解淀粉样蛋白，更好地了解一些淀粉样蛋白是如何导致疾病的。”安妮布朗（大学图书馆研究和信息学助理教授，该论文进行了IAPP模拟和分析）说。

有了这些新发现，研究人员可以开始设计药物来分解淀粉样纤维，或者先阻止它们的形成。

Lemkul说：“如果研究人员能够设计出阻止原纤维形成的药物，干预治疗将是最有帮助的。”

这篇论文的第一作者Darcy Davidson是Lumkul实验室的一年级研究生，她开始研究微管相关的tau蛋白，这是她轮换项目的一部分。

“我的祖父都被诊断出患有阿尔茨海默病，所以这项研究对我个人来说非常重要。”这些发现可以帮助研究人员开发更好的药物，针对淀粉样原纤维形成的特定区域，这对于阿尔茨海默病的未来治疗来说是令人兴奋的。

Davidson目前正在继续她的微管相关蛋白tau的研究，主要集中在蛋白质折叠以及单个蛋白质如何开始聚集形成淀粉样原纤维。

Lemkul的团队有兴趣在未来与研究人员合作，在实验室和动物模型中测试这些发现;研究人员可以开始设计药物来锁定和防止淀粉样蛋白的形成。

淀粉样蛋白的形成与多种人类疾病有关，包括阿尔茨海默病(AD)、2型糖尿病(T2D)、帕金森病、类风湿关节炎、亨廷顿病等。

https://vtnews.vt.edu/articles/2018/06/060818-Fralin-Lemkul-amyloidfibrilresearch.html

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