Связь растительных белков с болезнью Альцгеймера
Исследование под руководством Университета Мельбурна и FMP Berlin обнаружило удивительную связь между двумя глобальными проблемами: болезнью Альцгеймера и засолением почв, влияющим на сельское хозяйство. Общий элемент — белки, связанные с микротрубочками.
Роль микротрубочек
- В растениях: микротрубочки направляют синтез целлюлозы, что критично для роста и устойчивости к солевому стрессу.
- В мозге: микротрубочки помогают транспортировать материалы внутри нейронов.
Ключевые белки: Tau и CC1
- Tau: белок, поддерживающий функцию микротрубочек в нейронах. Его дисфункция связана с нейродегенерацией, ведущей к болезни Альцгеймера.
- CC1: растительный белок, открытый в 2015 году. Он защищает синтез целлюлозы при солевом стрессе, связываясь как с целлюлазными ферментами, так и с микротрубочками.
Неожиданное сходство
Изучая структуру CC1, исследователи обнаружили его поразительное сходство с Tau:
- Четыре линейных мотива: CC1 имеет четыре домена, связывающиеся с микротрубочками, с таким же расположением и высокой динамичностью, как у Tau.
- Неструктурированная форма: Оба белка не имеют типичной для большинства белков структуры (листов или спиралей), что показал ЯМР (NMR).
- Состав аминокислот: В мотивах связывания обогащены гидрофобные аминокислоты, а сами сегменты аминокислот у двух белков очень похожи по составу.
Происхождение сходства
Учёные считают, что это, вероятно, результат конвергентной эволюции, а не общего предка:
- Tau имеет дополнительные белковые домены, которых нет у CC1.
- CC1 является трансмембранным белком, а Tau — нет.
- Вне функций связывания с микротрубочками белки, скорее всего, выполняют совершенно разные задачи.
Перспективы исследований
Чтобы лучше понять механизм работы, учёные создают гибридные белки:
- В растении часть CC1, находящаяся внутри клетки, заменена на соответствующую часть Tau.
- Это может изменить функцию связывания с микротрубочками и дать важные знания как о работе белка в растительной клетке, так и о его роли в нейронах.