Новое исследование направлено на то, чтобы заставить белки "вести себя плохо"

Исследователи из Технологического университета Миссури пытаются заставить белки создавать липкие бляшки, часто ассоциируемые с неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и даже коровье бешенство. Успех этого исследования позволит лучше понять, как предотвратить или найти лекарство от этих болезней.

"Все эти заболевания имеют общее — наличие бляшек", — говорит доктор Даниэль Форсинити, профессор химического и биологического инжиниринга. "Но все они связаны с разными белками".

Почти 15 лет назад группа Форсинити начала изучать, как белки и пептиды ведут себя вблизи твердой поверхности, например, когда белок в крови находится у внутренней стенки вены. "Мы разработали значительный опыт как в теоретических, так и в экспериментальных исследованиях белков на границе раздела твердое тело-жидкость", — говорит он. "Переход к изучению влияния поверхностей, таких как ткань, на образование белковых агрегатов был естественным".

Хотя дебаты о причинах этих болезней продолжаются, общепринято, что аномальное накопление этих белковых отложений на поверхности мозга, также известных как амилоидные отложения или бляшки, обнаруживается у людей с болезнью Альцгеймера.

Ученым удавалось заставить белки создавать амилоидные бляшки, но только в крайне кислых условиях и при высоких температурах. Эта ситуация сильно отличается от того, что происходит в человеческом теле, отмечает Форсинити.

"Они подвергают эти белки жестким условиям при нереалистично высоких концентрациях", — говорит Форсинити. Например, белки могут погружать в раствор с pH 3, что значительно кислее pH человеческого тела (7.5). Вместо использования наномолей пептидов, как в мозге, используются миллимоли.

Экспериментальные и вычислительные исследования Форсинити сосредоточены на создании амилоидных отложений в физиологических условиях с использованием модельных пептидов. Под его руководством группа студентов и аспирантов синтезировала специальные пептиды, которые — как в отсутствие, так и в присутствии твердой поверхности — образуют амилоидные отложения в условиях, более близких к тем, что встречаются в организме человека. Группа также работает над пониманием того, какие типы структур пептидов и поверхностей способствуют образованию бляшек.

Несмотря на сложность проекта, Форсинити считает участие студентов-бакалавров взаимовыгодным для всех.

"Это не только знакомит наших студентов с передовыми методами, но и становится ценным инструментом для привлечения аспирантов", — говорит Форсинити. "Более того, студенты позволяют проекту продвигаться быстрее, сокращая количество задач, выполняемых аспирантами".