Единственная аминокислота связала болезнь Альцгеймера и прионы

Международная команда ученых под руководством исследователей из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружила, что в основе нескольких разных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и прионные поражения мозга, лежит один общий механизм, связанный с появлением мутаций, которые мешают сворачиванию белковой цепи и взаимодействию с помогающими в этом процессе шаперонами — белками, главная функция которых состоит в восстановлении правильной третичной и четвертичной структуры других белков. Также ученые установили, что, вероятно, болезнь Альцгеймера является группой различных заболеваний, имеющих принципиально разные причины. Работа опубликована в The EMBO Journal.

Ученые обратили внимание, что как в случае прионных заболеваний (наиболее известное из них — «коровье бешенство» или болезнь Крейтцфельдта-Якоба), вызываемых белками с аномальной третичной структурой — прионами, так и болезни Альцгеймера, есть два схожих момента. Первый из них заключается в проявлении симптомов в пожилом возрасте, а второй — в искажениях в нормальном процессе развития структуры белков.

Исследователи изучили паттерны мутаций, связанные со всеми известными нейродегенеративными заболеваниями. Выяснилось, что семейная болезнь Альцгеймера и некоторые наследственные прионные заболевания имеют очень схожий паттерн мутаций. Все они были связаны с заменой аминокислоты пролина — в одном случае в прионах, а в другом в белках Пресенилин-1 (семейство трансмембранных белков). Дополнительные эксперименты показали, что эта замена приводит к тому, что мутантный пресенилин не может взаимодействовать с другим белком — шапероном Циклофилином Б. Последний помогает правильному сворачиванию и приобретению необходимого пространственного строения полипептидной цепи у Пресенилинов-1.

Здесь важно также отметить, что пролин отличается от других аминокислот тем, что сильно изгибает белковую цепь. Замена пролина на любую другую аминокислоту сильно нарушает его конфигурацию. Недостаток Циклофилина Б или нарушения в процессе взаимодействия с ним при сворачивании, по мнению ученых, и лежит в основе обоих нейродегенеративных заболеваний.

Дополнительно исследователи обнаружили, что такая мутация сопровождает только ряд случаев болезни Альцгеймера. У многих других людей, страдающих схожими симптомами, ее нет, зато имеются другие мутации. Ученые считают, что, вероятно, болезнь Альцгеймера — это группа из нескольких заболеваний, с разными причинами, разным возрастом манифестации, но схожими симптомами. Именно поэтому какая-либо одна терапия не имеет устойчивого эффекта и не работает для всех пациентов одинаково. Важно отметить, что болезнь Альцгеймера может носить спорадический характер, и в этом случае она проявляется на седьмом десятке жизни пациентов или позже, а может быть семейной, тогда первые симптомы можно наблюдать уже на пятом десятке лет.

Пресенилины — семейство трансмембранных белков. Они кодируются двумя генами PSEN1 и PSEN2. Мутации гена PSEN1 ведут к синтезу бета-амилоида, и появлению амилоидных бляшек в мозге больных семейной болезнью Альцгеймера. Нейродегенеративные заболевания в настоящее время являются неизлечимыми. Их симптомы проистекают из дегенеративного развития и последующей смерти нервных клеток. 

Даниил Кузнецов