Ученые с высокой точностью «разглядели» структуру бета-амилоидной фибриллы

Lothar Gremer et al / Science 2017
Группа немецких ученых опубликовала структуру амилоидной фибриллы, состоящей из β-амилоида — основного компонента амилоидных бляшек, ответственного за патогенез болезни Альцгеймера. Структура фибриллы была получена при помощи криоэлектронной микроскопии и отличается от предыдущих подобных структур высоким разрешением. К примеру, пользуясь этими данными, исследователи смогли предсказать эффект нескольких фамильных мутаций, связанных с болезнью Альцгеймера. Статья опубликована в Science.
Болезнь Альцгеймера — тяжелое нейродегенеративное заболевание, сопровождающееся нарушением когнитивных функций. Более пяти процентов населения старше 60 лет в развитых странах страдает от него, а среди людей старше 90 лет доля больных достигает 25 процентов. В мозге больных людей наблюдаются скопления, называемые амилоидными бляшками, которые и вызывают гибель нейронов. Эти бляшки состоят из амилоидных фибрилл, сформированных белком, который так и называется — β-амилоид.
Этот короткий белок состоит из примерно сорока (количество может варьировать) аминокислот и образуется в результате «нарезания» большого белка-предшественника. При высокой концентрации в растворе β-амилоид образует прочные структуры, которые складываются в стопки и формируют нити-протофиламенты. Последние «заплетаются» одна вокруг другой с образованием амилоидной фибриллы. Подобный процесс происходит в мозге во время развития болезни. Представление о том, как формируется фибрилла, и ее знание ее структуры может дать много информации о патогенезе заболевания.
К примеру, у крыс и мышей в природе не бывает болезни Альцгеймера, и это связано с последовательностью β-амилоида. Как показали авторы работы, в формировании амилоидных структур человеческим белком задействован солевой мостик между остатком глутамата в положении 11 и гистидина в положении 13. Однако у мышей гистидин в этом положении замещен на аргинин. По-видимому, это является одной из причин, почему мышиный белок амилоидных структур не формирует.
Дарья Спасская