Новое применение для универсального помощника клетки

Маленькие белки теплового шока (sHSP) — это «аварийные спасатели» клетки. Они связываются с денатурированными белками, предотвращая их слипание в нерастворимые агрегаты, и помогают восстановить их правильную форму.

Перспективный кандидат для терапии

Эти белки-помощники могут связывать множество неправильно свернутых белков, включая патогенные, такие как бета-амилоиды, которые образуют длинные фибриллы в нервных клетках при болезни Альцгеймера. sHSP также связаны с другими нейродегенеративными заболеваниями, например, болезнью Паркинсона и рассеянным склерозом. Понимание механизмов их работы может помочь в разработке новых лекарств.

Два пути противодействия хаосу

Группа исследователей под руководством Бернда Райфа из Технического университета Мюнхена (TUM) и Центра Гельмгольца в Мюнхене впервые определила, как именно sHSP альфа-B-кристаллин взаимодействует с бета-амилоидом. Для этого они использовали усовершенствованный метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в твердом теле.

Ученые выяснили, что альфа-B-кристаллин использует специфическую неполярную структуру бета-слоя в своем центре для взаимодействия с бета-амилоидом. Это позволяет ему влиять на процесс агрегации двумя способами одновременно:

  1. Он связывается с отдельными растворенными молекулами бета-амилоида, предотвращая образование фибрилл.
  2. Он «запечатывает» уже существующие фибриллы, не давая новым амилоидам присоединяться к ним.

Шаблон для искусственных белков

Точное знание о том, как альфа-B-кристаллин связывается с белком Альцгеймера, особенно важно для разработки новых агентов с помощью протеинового инженеринга. Если встроить открытую структуру бета-слоя в искусственно созданные белки, это улучшит их способность связываться с болезнетворными фибриллами.

В дальнейшем ученые планируют изучить N-концевую область альфа-B-кристаллина, которая, как они обнаружили, связывает белки, агрегирующие неупорядоченным образом (в отличие от бета-амилоида). Эти исследования будут проводиться в новых центрах ЯМР, строящихся в кампусе TUM в Гархинге (открытие в 2017) и в Центре Гельмгольца в Нойхерберге.