Ученые МГУ нашли способ остановить болезнь Альцгеймера на ранней стадии
18.07.2017
Ученые МГУ нашли способ остановить болезнь Альцгеймера
на ранней стадии
13:3917.07.2017
(обновлено: 13:51
17.07.2017)
МОСКВА, 17 июл — РИА Новости. Сотрудники факультета фундаментальной медицины МГУ определили
структуру пептидного комплекса, который образуется в мозге на ранних
стадиях развития болезни Альцгеймера. Результаты исследования помогут
в разработке соединений, способных останавливать развитие болезни. Работа
выполнена при поддержке Российского научного фонда, ее результаты
опубликованы в престижном журнале Angewandte Chemie.
На ранних стадиях болезни Альцгеймера в мозге людей образуются
скопления бета-амилоидного пептида. Научная группа из МГУ
под руководством доктора химических наук Владимира Польшакова изучала
молекулярные механизмы агрегации бета-амилоида у носителей тайваньской
мутации, описала структуру образующихся комплексов и установила роль ионов
цинка (Zn2+) в их формировании.
Бета-амилоид — это небольшой пептид, который выполняет важные
физиологические функции, например, защищает мозг от потенциальных
патогенов. После выполнения своих функций в норме пептид разрезается
протеазами и утилизируется. Однако в некоторых случаях молекулы этого
пептида начинают связываться друг с другом, образуя сложные комплексы,
токсичные для нейронов.
В течение нескольких лет ученые МГУ в сотрудничестве с коллегами
из Института молекулярной биологии РАН им. В. А. Энгельгардта исследовали
молекулярный механизм цинк-зависимой агрегации бета-амилоидного пептида. В
качестве модельного объекта они выбрали пептид с тайваньской мутацией. У
носителей подобных мутаций болезнь Альцгеймера развивается в сравнительно
молодом возрасте. Авторы обнаружили, что структура бета-амилоидных комплексов
из мутантных пептидов оказывается более прочной и стабильной, чем
у комплексов из нормальных пептидов. Ключевую роль в их
образовании играют ионы цинка (Zn2+).
"К нашему удивлению, взаимодействие фрагмента этого пептида
с ионами цинка привело к образованию стабильного комплекса,
в котором две пептидные цепи оказались прочно скреплены двумя ионами
цинка. Подобные биядерные структуры ранее не были описаны в мировой
литературе, — комментирует Владимир Польшаков. — Важно отметить, что
взаимодействие ионов металлов с бета-амилоидом обычно приводит
к множеству разных конформаций пептидной цепи. Образующийся комплекс
как бы "дышит", переходя от одной конформации к другой.
В случае же с продуктом тайваньской мутации наблюдалась единственная
конформация, позволившая нам с высокой точностью определить ее структуру
методами ядерного магнитного резонанса".
Полученные результаты помогут в разработке соединений, способных
блокировать цинк-зависимую агрегацию бета-амилоида и, тем самым, останавливать
развитие болезни Альцгеймера на ранних этапах.
На
основании подтвержденного в данной работе молекулярного механизма
инициирования патогенной агрегации бета-амилоида уже запатентовано два
соединения, способные блокировать процессы агрегации бета-амилоидного пептида.
Изучение свойств этих соединений на животных моделях показало, что они
в несколько раз уменьшают риск развития заболевания, соответствующего
болезни Альцгеймера.
Сотрудники лаборатории магнитной томографии и спектроскопии факультета
фундаментальной медицины МГУ выполняли исследование в сотрудничестве
с научной группой из Института молекулярной биологии РАН им. В. А.
Энгельгардта (ИМБ РАН) под руководством академика Александра Макарова.