En grænsedans for amyloid-β, der træder ind i demens

Alzheimers sygdom er forårsaget af aggregater af amyloid-β (Aβ) peptider. Denne aggregering accelereres ved cellemembranoverfladen. Ved hjælp af molekylær dynamiksimuleringer og NMR -eksperimenter, forskergruppen på ExCELLS har afsløret årsagen til dette fænomen. Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Physical Chemistry B .

Mange proteiner samles ved højere koncentrationer og danner sfæriske stoffer kaldet oligomerer og acikulære stoffer kaldet amyloidfibriller. Disse proteinaggregater forårsager mere end 30 slags sygdomme. For eksempel, Alzheimers sygdom menes at være forårsaget af oligomerer og amyloidfibriller dannet ved sammenlægning af amyloid-β (Aβ) peptider. Det er kendt, at aggregering af Ap -peptid accelereres ved en hydrofil/hydrofob grænseflade, såsom en cellemembranoverflade. Imidlertid, hvorfor Aβ -peptiderne har en tendens til at aggregeres på overfladen, er endnu ikke blevet godt forstået.

Forskningsgruppen på Exploratory Research Center on Life and Living Systems og Institute for Molecular Science, Japan, arbejdet på dette problem ved hjælp af molekylære dynamiksimuleringer og kernemagnetisk resonansspektroskopi eksperimenter. De fandt ud af, at Aβ -peptiderne har en tendens til at samle sig ved den hydrofile/hydrofobe grænseflade. Det er, den lokale koncentration af Aβ ved grænsefladen er højere end koncentrationen i bulkvandopløsning. Ud over, β-hårnålstrukturer dannes mere ved grænsefladen end i løsningen af ​​bulkvand. I β-hårnåles strukturen, som vist på figuren, en del af Aβ -peptidet strækker sig lige og danner intramolekylære hydrogenbindinger. Derfor, et andet Aβ -peptid, der kommer tæt på dette peptid, danner let intermolekylære hydrogenbindinger og har en tendens til at aggregeres. På denne måde, forskergruppen præciserede, at aggregeringsacceleration af Aβ -peptiderne på cellemembranoverfladen skyldes en høj koncentration af Aβ -peptider på cellemembranoverfladen, og deres struktur, hvorved de binder til hinanden.

Denne opdagelse belyser den mekanisme, hvormed Aβ -peptidet aggregerer på membranoverfladen af ​​nerveceller. Denne mekanisme kan anvendes til udvikling af hæmmere mod frembringende stoffer i Alzheimers sygdom i fremtiden.