Группa нeмeцкиx учeныx oпубликoвaлa структуру aмилoиднoй фибриллы, сoстoящeй из   β-aмилoидa   — oснoвнoгo кoмпoнeнтa aмилoидныx бляшeк, oтвeтствeннoгo зa   пaтoгeнeз бoлeзни Aльцгeймeрa. Структурa фибриллы была получена при помощи криоэлектронной микроскопии и   отличается через   предыдущих подобных структур высоким разрешением. К   примеру, пользуясь этими данными, исследователи смогли предсказать действие нескольких фамильных мутаций, связанных с   болезнью Альцгеймера. Статья опубликована в   Science.

Болесть Альцгеймера   — тяжелое нейродегенеративное заболевание, сопровождающееся нарушением когнитивных функций. Более пяти процентов населения старше 60   парение в   развитых странах страдает от   него, а   среди людей старше 90   полет доля больных достигает 25   процентов. В   мозге больных людей наблюдаются скопления, называемые амилоидными бляшками, которые и   вызывают множество нейронов. Эти бляшки состоят из   амилоидных фибрилл, сформированных белком, кой так и называется   — β-амилоид.

Этот короткий белок состоит из   примерно сорока (количество может варьировать) аминокислот и   образуется в   результате «нарезания» большого обезьяна северных лесов-предшественника. При высокой концентрации в   растворе β-амилоид образует прочные структуры, которые складываются в   стопки и   формируют нити-протофиламенты. Последние «заплетаются» одна вокруг противоположный с   образованием амилоидной фибриллы. Подобный процесс происходит в мозге во   время развития болезни. Представление о   томик, как формируется фибрилла, и   ее   знание ее   структуры может дать (вагон информации о   патогенезе заболевания.

Lothar Gremer et al / Science 2017

Ученым уже удавалось достигать структуры амилоидных фибрилл, но   в   новой работе исследователям удалось разработать способ «выращивания» фибрилл бешено хорошего качества. Благодаря этому авторы получили структуру с разрешением четыре ангстрема (0,4   нанометра), в   которой (бог) велел «рассмотреть» взаимодействие всех аминокислот, слагающих фибриллу. Это позволило объяснить уж известные данные о   мутантных формах β-амилоида, которые склонны образовывать фибриллы с   большей или меньшей степенью.

Изображения амилоидных фибрилл, полученные разными способами с разным разрешением. Lothar Gremer et al / Science   2017

К   примеру, у   крыс и   мышей в   природе никак не   бывает болезни Альцгеймера, и   это связано с   последовательностью β-амилоида. Как показали авторы работы, в формировании амилоидных структур человеческим белком задействован солевой мостик в среде остатком глутамата в   положении 11   и   гистидина в   положении 13.   Однако у   мышей гистидин в   этом положении замещен бери   аргинин. По-видимому, это является одной из   причин, почему шаровый белок амилоидных структур не формирует.

Детали архитектуры бета-амилоидной фибриллы. Lothar Gremer et al / Science   2017

Авторы работы показали, пользуясь своей моделью, подобно как амилоидные белки с   известными «семейными» мутациями, которые были обнаружены в   семьях с наследственными формами болезни Альцгеймера, должны больно хорошо формировать фибриллы. А   β-амилоид с   «исландской» мутацией, носителем которой является Водан процент населения Исландии, исходя из   данных модели, формирует фибриллы плохо. Талантливость относительно всех этих мутаций были получены экспериментально при изучении поведения белков в   растворе, а   новая структура позволит предсказывать эффект мутаций, даже не   прибегая к   биохимическим экспериментам.

В   норме β-амилоид малограмотный   формирует фибриллы, тем не   менее, его настоящие функции в   мозге безвыгодный   совсем ясны. Есть гипотеза, что образование амилоидных структур необходимо, для того чтоб защитить мозг от   инфекции, а   болезнь Альцгеймера является результатом слишком острой реакции. В   вещественное доказательство этой гипотезы ученые недавно действительно обнаружили в   мозге больных патогенные бактерии. Исследователи, которые занимаются эволюцией человека, утверждают, подобно как гены «вредных» амилоидных белков являются «платой за   интеллект» и   достались нам вместе с генами, определяющими вырабатывание   мозга.

Автор: Дарья Спасская