Белок вызывает семейную церебральную амилоидную ангиопатию человека (CAA), и исследование, опубликованное в Nature Communications, является первым, в котором изучаются формы белка у трех разных видов.Кристофер Джароник, профессор химии и биохимии в Университете штата Огайо, сказал, что результаты подчеркивают тот факт, что незначительные изменения в отдельных аминокислотах могут вызывать глубокие различия в структуре и функциях среди этого семейства белков.«Крупномасштабные различия в структурах и характеристиках передачи этих белков — вызванные, казалось бы, незначительными различиями в положениях нескольких атомов углерода и водорода — весьма примечательны», — сказал Яроник.
Он пояснил, что исследование не является основой для нового теста или лечения CAA, а скорее использует эти белки в качестве моделей для понимания фундаментальных аспектов межвидовой передачи целого класса дегенеративных заболеваний мозга, известных как прионные заболевания. . Это также подчеркивает полезность твердотельной спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для визуализации структур белков, связанных с прионными заболеваниями.Исследователи знают, что в организме белковые молекулы, связанные с CAA, образуют бляшки, которые оседают на стенках кровеносных сосудов головного мозга, но до недавнего времени не проводилось детальных исследований молекулярной структуры этих бляшек.
В 2008 году исследователи из штата Огайо и их партнеры из Университета Кейс Вестерн Резерв провели первоначальные твердотельные исследования соответствующего варианта прионного белка и сузили список возможных критических аминокислот для его функции примерно до 30.Теперь они продемонстрировали, что одна аминокислота, известная своим номером в белковой цепи, 139, является ключом к этому варианту прионного белка, имеющему «человеческую» структуру, а не «хомячковую», в то время как другая аминокислота, 112, определяет структурные различия между человеческими и мышиными версиями белка.
Они также показали, что эти две аминокислоты, по-видимому, ответственны за появление структурно различных «штаммов прионов» в пределах одной и той же белковой последовательности, по аналогии с отдельными штаммами вируса.К наиболее известным прионным заболеваниям относятся губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (часто называемая «коровьим бешенством») и болезнь Крейтцфельда-Якоба у людей. Все они неизлечимы и смертельны, а некоторые могут передаваться. Считается, что структуры, принятые прионными белками мозга в бляшках, имеют решающее значение для их способности передаваться между разными хозяевами и вызывать заболевание.
«Наша группа в настоящее время работает над определением молекулярных структур с высоким разрешением усеченных вариантов прионного белка, связанных с семейным CAA человека, чтобы получить полное атомистическое понимание факторов, лежащих в основе их передачи, и настоящее исследование является важным шагом в этом направлении. усилия ", — сказал Яронец.«Мы надеемся, что однажды наша группа и другие исследователи смогут использовать аналогичные методологии, чтобы раскрыть структурную основу трансмиссивных прионных заболеваний», — добавил он.