Фолдінг білка - згортання поліпептидного ланцюга в третинну структуру
Найбільш ефективний спосіб боротьби з серйозними захворюваннями - виявити в початковій стадії і стримувати їх розвиток. Дослідження Мічиганського університету, опубліковані в Journal of Biological Chemistry, показує, як «молекулярний пінцет» запобігає злипанню, або агрегуванню, білкам - з чого починаються такі неврологічні розлади, як хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера і хвороба Гантінгтона.
Результати дозволяють почати клінічні випробування багатообіцяючих молекул, які можуть стати новим лікарським препаратом, - заявила Ліза Лапідус, доцент фізики і астрономії і співавтор доповіді.
"Коли у пацієнтів виявляються симптоми і вони звертаються до лікаря, агрегації вже відкинули в їх мозку, - сказала вона. - Але в лабораторних умовах ми можемо виявити зміни на початковій стадії, коли ліки можуть бути найбільш ефективними. Це може стати методом боротьби з хворобою Паркінсона та іншими захворюваннями, при яких виникають нейротоксичне агрегації ".
Лабораторія Лапідус використовує новозбуту лазерну технологію для вивчення швидкості реконфігурації білка до агрегації. Білки - ланцюжки амінокислот, які роблять більшу частину роботи в клітинах. Вчені розуміють структуру білків, але не знають, як же відбувається процес, відомий як фолдинг білка.
Дослідження Лапідус пролили світло на процес, співвіднісши швидкість, на якій білок, що розгортається, змінював форму, з його схильністю до комкування або злипання з іншими білками. Якщо реконфігурація відбувається набагато швидше або повільніше, ніж рухаються білки, стикаючись один з одним, агрегація йде повільно, але якщо реконфігурація проходить на тій же швидкості - агрегація відбувається швидко.
Шрабасті Ачар'я, провідний автор в лабораторії Лапідус, перевіряв молекулу CLR01, на яку був отриманий спільний патент дослідниками з Університету Дуйсбург-Ессена (Німеччина) і Лос-Анджелеса. CLR01 зв'язується з білками і перешкоджає агрегації за рахунок прискорення переналаштування. Це як кіготь, який кріпиться до частини білка - амінокислоти лізину.
Цій роботі передували дослідження приправи куркумін. Виявилося, що куркумін не може бути кандидатом у ліки від хвороб мозку - його молекули не можуть проникати через гематоенцефалічний бар'єр. Дослідження спростувало поширене уявлення, що для профілактики хвороби Паркінсона досить є гостру їжу.
CLR01 імітує молекулу куркуміну і теж має властивість перешкоджати агрегації. Але на відміну від спеції, молекули CLR01 можуть проходити гематоенцефалічний бар'єр і діяти там, де це необхідно. Вони не тільки працюють у потрібному місці, а й діють більш ефективно, тому що прискорюють переналаштування більше, ніж куркумін. Крім того Ачар'я показав, що CLR01 уповільнює перший етап агрегації, і результат дослідження відкриває пряму дорогу до початку клінічних випробувань.