與阿爾茨海默病和2型糖尿病相關的澱粉樣蛋白的新見解科研進展

弗吉尼亞理工大學的一個研究小組發現了與阿爾茨海默病和2型糖尿病有關的澱粉樣蛋白原纖維的穩定力量。

這些發現最近發表在《分子生物學雜誌》上。

澱粉樣蛋白是蛋白質的集合，使蛋白質的許多副本粘在一起形成原纖維。大腦中澱粉樣蛋白原纖維的聚集導致了阿爾茨海默病，而胰腺中澱粉樣蛋白原纖維的積累通過破壞產生胰島素的細胞而導致2型糖尿病。

農業與生命科學學院生物化學助理教授Justin Lemkul和他的團隊專註於應用電腦模擬來了解蛋白質聚集的機制，這些蛋白質聚集在實驗室環境中很難甚至不可能重現。

闡明澱粉樣蛋白原纖維的結構和穩定性對未來開發抗澱粉樣蛋白藥物是很重要的。

在此研究中，Lemkul的團隊使用包括電子極化在內的物理模型進行了有史以來第一次模擬澱粉樣原纖維，以了解在阿爾茨海默病患者中觀察到的三種形成澱粉樣蛋白的穩定作用力：微管相關蛋白tau，澱粉樣蛋白β-肽和胰島澱粉樣多肽（IAPP）。IAPP也與2型糖尿病患者的澱粉樣蛋白纖維有關。

「我們發現，這三種形成澱粉樣蛋白中的幾種氨基酸對環境中的微小變化特別敏感，尤其是甘氨酸，它在穩定澱粉樣聚集體中起著重要作用。」Lemkul說。

」這三種澱粉樣纖維的序列在成分和長度上差別很大，但都參與了形成這些纖維結構的聚集途徑。單獨研究澱粉樣蛋白是很常見的;然而，通過研究三種不同的澱粉樣原纖維，我們能夠確定其中常見的穩定力。這給了我們新的方向來理解澱粉樣蛋白，更好地了解一些澱粉樣蛋白是如何導致疾病的。」安妮布朗（大學圖書館研究和資訊學助理教授，該論文進行了IAPP模擬和分析）說。

有了這些新發現，研究人員可以開始設計藥物來分解澱粉樣纖維，或者先阻止它們的形成。

Lemkul說：「如果研究人員能夠設計出阻止原纖維形成的藥物，乾預治療將是最有幫助的。」

這篇論文的第一作者Darcy Davidson是Lumkul實驗室的一年級研究生，她開始研究微管相關的tau蛋白，這是她輪換項目的一部分。

「我的祖父都被診斷出患有阿爾茨海默病，所以這項研究對我個人來說非常重要。」這些發現可以幫助研究人員開發更好的藥物，針對澱粉樣原纖維形成的特定區域，這對於阿爾茨海默病的未來治療來說是令人興奮的。

Davidson目前正在繼續她的微管相關蛋白tau的研究，主要集中在蛋白質摺疊以及單個蛋白質如何開始聚集形成澱粉樣原纖維。

Lemkul的團隊有興趣在未來與研究人員合作，在實驗室和動物模型中測試這些發現;研究人員可以開始設計藥物來鎖定和防止澱粉樣蛋白的形成。

澱粉樣蛋白的形成與多種人類疾病有關，包括阿爾茨海默病(AD)、2型糖尿病(T2D)、帕金森病、類風濕關節炎、亨廷頓病等。

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