Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Heteractis magnifica søanemoner kan hjælpe med at bekæmpe Alzheimers sygdom

En storslået søanemone, der rider på strømmen ved Madivaru Manta Point. Kredit:Neville Wootton

Heteractis magnifica søanemoner indeholder neurobeskyttende peptider, der bremser inflammationsprocessen og forringelsen af ​​neuroner i udviklingen af ​​Alzheimers. Der er i øjeblikket ingen behandling mod denne sygdom.

Kunitz-type peptidet HMIQ3c1 blev syntetiseret af forskere i et bakteriesystem (Escherichia coli) og er en rekombinant analog af peptidet indeholdt i tentaklerne af tropiske havanemoner Heteractis magnifica - marine sedimentbeboere af klassen Anthozoa. Havanemoner blev indsamlet nær Seychellerne under en videnskabelig marineekspedition på Akademik Oparin videnskabeligt og forskningsskib. Genetiske undersøgelser afslørede en ny gruppe af Kunitz-type peptider i søanemonen. Ved at bruge strukturen af ​​genet, der koder for et sådant peptid, et videnskabeligt hold syntetiserede dette peptids kunstige analog i laboratoriet hos G.A. Belyakov Pacific Institute of Bioorganisk Chemistry.

Det syntetiserede peptid tilhører den nye gruppe af IQ-peptider, der er opkaldt efter to første aminosyrerester-isoleucin (I) og glutamin (Q). Stoffet har neurobeskyttende egenskaber. Derfor, HMIQ3c1 hæmmer udviklingen af ​​inflammation, herunder den der passer til Alzheimers model. Patienter med Alzheimers sygdom er udsat for forskellige neurologiske lidelser, herunder desorientering og hukommelsestab. Peptidet blev testet i laboratoriet på cellerne i mus neuroblastom. Det reducerede niveauet af aktive iltformer, der forårsager celleskade. Sådanne former opstår normalt, efter at en celle er påvirket af neurotoksinet 6-hydroxydopamin, forårsager neurondød. Den samme mekanisme observeres i humane celler.

"Selvom betændelsesprocessen er en normal reaktion af et legeme på enhver skade, infektion, eller anden ekstern påvirkning, kronisk betændelse kan forårsage mange alvorlige lidelser - ikke kun Alzheimers, men også Parkinsons sygdom, gigt, pancreatitis, Kræft, og andre sygdomme. Proteaser er fermenter, der ødelægger proteiner. De spiller en vigtig rolle i inflammationsprocessen, og er derfor blandt de mest ønskede mål for nye antiinflammatoriske lægemidler, "forklarer Elena Leychenko, en seniorforsker ved PIBOC (Det Fjernøstlige Afdeling for Det Russiske Videnskabsakademi), Assisterende professor, og underviser ved Institut for Bioorganisk kemi og Bioteknologi på Naturvidenskabsskolen, FEFU.

Søgningen efter kemiske forbindelser for at forhindre neurondød er en vigtig opgave for videnskab og medicin. Inhibitorer af protease er blevet fundet i kroppen af ​​mange marine hvirvelløse dyr og pattedyr. Kunitz-type hæmmere er af største interesse for forskerne, da de ikke kun er i stand til at blokere de destruktive fermenter, men også til at reagere med forskellige receptorer og ionkanaler. Dette gør inhibitorer af Kunitz-typen polyfunktionelle. De kan påvirke flere terapeutiske mål på én gang og løse forskellige opgaver samtidigt afhængigt af omstændighederne.

Søanemoner er en rig kilde til sådanne hæmmere. I deres tidligere arbejde, forskerne fra FEFU-PIBOC opdagede proteasehæmmere i Heteractis crispa. Peptiderne fundet i H. crispa, såvel som de nyopdagede peptider fra H. magnifica danner kombinatoriske biblioteker og besidder et betydeligt farmakologisk potentiale. Peptider fra disse biblioteker har lignende strukturer og, som regel, én hovedfunktion. På samme tid, kemiske forbindelser fra et bibliotek kan erhverve nye funktioner eller ændre (øge eller mindske) deres hovedfunktion på grund af mindre strukturelle forskelle.

"Søanemoner indeholder en lang række biologiske stoffer med ikke kun neurobeskyttende, men også kræftbekæmpende egenskaber, " siger Elena Leychenko. "Men, Disse stoffers beskyttende egenskaber og de kombinationer, hvori de ville fungere korrekt, kræver yderligere undersøgelser. Fremstillingen af ​​ny generation af lægemidler må først påbegyndes efter afslutningen af ​​alle forsøgsstadier, herunder præ- og kliniske. Og det kræver omfattende finansiering. Hvis midlerne findes, processen ville stadig tage 3 til 5 år".

Peptider er kemiske forbindelser, der består af aminosyrer med høj fysiologisk aktivitet, som gør det muligt for dem at regulere forskellige biologiske processer. Peptider er normalt opdelt i flere grupper efter deres bioregulatoriske egenskaber. Imidlertid, denne opdeling er ret vilkårlig, da mange peptider er polyfunktionelle, dvs. deres aktivitet er ikke begrænset til ét mål.