UT西南大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種計(jì)算方法來揭示與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊機(jī)制。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature Communications上，提供了有助于為患者確定新療法的關(guān)鍵見解。

該研究分析了淀粉樣纖維的結(jié)構(gòu)，淀粉樣纖維由通常可溶的蛋白質(zhì)組成，但組裝方式使它們不溶且通常很危險(xiǎn)。許多類型的淀粉樣蛋白與不同的神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。

“了解淀粉樣蛋白折疊的機(jī)制將有助于確定治療蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊疾病的新方法，”Lukasz Joachimiak博士說，他是UTSW的Peter O'Donnell Jr.腦研究所生物化學(xué)助理教授和阿爾茨海默氏癥和神經(jīng)退行性疾病中心。Joachimiak博士是Effie Marie Cain醫(yī)學(xué)研究學(xué)者，也是該研究的主要作者。

根據(jù)Joachimiak博士的說法，tau蛋白在健康的腦細(xì)胞中起著關(guān)鍵作用。然而，當(dāng)tau蛋白以一種暴露某些基序的方式錯(cuò)誤折疊，使其能夠自我復(fù)制并建立在自身之上時(shí)，它會對大腦造成嚴(yán)重破壞。這種蛋白質(zhì)的組裝產(chǎn)生了不同形狀的聚集tau蛋白，這些聚集蛋白與稱為“tauopathies”的神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。該研究著眼于被歸類為tau病的疾病的構(gòu)象，包括阿爾茨海默氏癥和慢性創(chuàng)傷性腦病或CTE。

使用tau作為模型蛋白，研究人員開發(fā)的計(jì)算方法使他們能夠估計(jì)淀粉樣纖維結(jié)構(gòu)中相互作用的能量。通過將其應(yīng)用于27種不同的tau蛋白結(jié)構(gòu)，他們發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定不同淀粉樣纖維折疊的相互作用網(wǎng)絡(luò)。

該信息用于根據(jù)原纖維結(jié)構(gòu)構(gòu)象對不同的tau病進(jìn)行分類，為設(shè)計(jì)僅采用單一構(gòu)象的tau序列打開了大門。該研究被認(rèn)為是第一個(gè)通過計(jì)算模擬突變對原纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響的研究 - 這一見解對于開發(fā)僅從蛋白質(zhì)序列預(yù)測這些結(jié)構(gòu)的方法至關(guān)重要。

“我們正在應(yīng)用這些方法來控制其他淀粉樣蛋白形成蛋白質(zhì)的折疊，這些蛋白質(zhì)指導(dǎo)正常的生物過程開始操縱它們，”Joachimiak博士說。

該研究將團(tuán)隊(duì)以前的工作聯(lián)系起來，該工作側(cè)重于單個(gè)tau分子的錯(cuò)誤折疊過程與疾病發(fā)作后觀察到的終末期淀粉樣纖維構(gòu)象。