Mokslininkai randa specialią molekulę, kuri padeda kovoti su Alzheimerio, Parkinsono

Harvardo medicinos mokyklos mokslininkai atrado molekulę, padedančią žmogaus ląstelėms atsikratyti netinkamai sulankstytų, subjaurotų baltymų, susijusių su Alzheimerio liga ir kitais neurodegeneraciniais negalavimais.

Šis tyrimas gali turėti toli siekiančių pasekmių kuriant vaistus, skirtus gydyti ne tik neurodegeneracines, bet ir kitas ligas, kurios susijusios su blogų baltymų kaupimu.

Ląstelės nuolat kuria ir išmeta baltymus - šis procesas priklauso nuo brangios pusiausvyros tarp naujų baltymų sukūrimo greičio ir pažeistų baltymų sunaikinimo greičio.

Baltymų sunaikinimas yra šios sudėtingos sistemos dalis, o baltymai pažymimi kaip šiukšlės, pažymint juos maža molekule, vadinama ubiquitin.

Ubiquitinas tvirtinasi ant šių pažymėtų baltymų, dažnai formuodamas ilgas grandines. Tada ląstelės baltymų šiukšlių šalinimo sistema, proteasoma, atpažįsta šiuos ubikvitinuotus baltymus ir juos suskaido.

Jei ši gerai sureguliuota sistema veikia netinkamai, pažeisti ar sulankstyti baltymai pradeda kauptis ląstelėje ir gali tapti toksiški. Daugybė negalavimų, įskaitant Alzheimerio, Parkinsono ir Creutzfeldto – Jakobo, siejami su šiuo netinkamai sulankstytų baltymų kaupimu.

Harvardo medicinos mokyklos tyrėjų Danielio Finley, ląstelių biologijos profesoriaus ir Randallo Kingo, ląstelių biologijos docento, vadovaujama tyrimų grupė norėjo geriau suprasti, kas sukelia šios sistemos veikimo sutrikimus. Taigi jie susmulkino fermentą, vadinamą Usp14.

Tyrimų metu mokslininkai atrado, kad suaktyvėjęs Usp14 suardo ubikvitino grandinę. Tai sulėtina proteasomos gebėjimą atsikratyti ląstelės nuo blogų baltymų. Kai taip atsitinka, ląstelė sukuria naujus baltymus greičiau, nei atsikrato senų, o tai lemia subjaurotų baltymų kaupimąsi.

Mokslininkai nusprendė išsiaiškinti, ar tada jie galėtų rasti molekulę, blokuojančią Usp14 - selektyvų inhibitorių -, kuris leistų proteosomai laisvai atlikti savo darbą.

Siekdamas rasti šį selektyvų inhibitorių, doktorantas Byung-Hoon Lee sukūrė unikalų atrankos procesą, padedamas HMS Chemijos ir ląstelių biologijos instituto-Longwoodo atrankos įstaigos.

Lee ištyrė 63 000 junginių, ieškodamas molekulių, kurios slopino tik Usp14 ir galėjo lengvai įsiskverbti į ląstelę. Stipriausias kandidatas buvo maža molekulė, kurią jie pavadino IU1.

Kitas mokslų daktaras Min Jae Lee ir jo bendradarbiai IU1 pritaikė žmogaus ir pelės ląstelių kultūroms. Jie nustatė, kad IU1 slopino Usp14, o taip pat leido proteasomai greičiau atsikratyti blogų baltymų. Taigi IU1 pridėjimas į ląsteles iš tikrųjų padidino proteasomos veiklą.

Nors mokslininkai vis dar bando išsiaiškinti, kaip veikia IU1, atrodo, kad molekulė sulaiko Usp14 gebėjimą nukirpti ubikvitino grandinę.

Mokslininkams sužinojus daugiau apie iškraipytų baltymų ir žmogaus ligų ryšį, susidomėjimas proteasoma išaugo. Nors didelis dėmesys buvo skiriamas būdams, kaip sulėtinti proteasomų veiklą, vaistas gali turėti unikalų pranašumą, kuris skatina proteasomų veiklą, o ne trukdo tai daryti, sakė Finley.

"Jei paimsite tipišką kultūroje augančią ląstelę ir užmušite jos Usp14 aktyvumą, ląstelė ir toliau klestės", - sakė Finley. "Jei nužudysite jo proteasomos veiklą, jis iškart mirs".

Šis tyrimas gali turėti toli siekiančių pasekmių kuriant vaistus, skirtus gydyti ne tik neurodegeneracines, bet ir kitas ligas, kurios yra susijusios su netinkamai sulankstytų baltymų kaupimu, sakė Kingas.

Šaltinis: Harvardo medicinos mokykla

!-- GDPR -->