Wie Proteinklumpen auseinander gezogen werden

Amyloidfasern sind Proteinaggregate, und obwohl sie mit vielen neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit assoziiert sind, können sie auch nützliche schützende Rollen spielen. In Hefe beispielsweise sind diese Fasern mit einer Evolution und einem erhöhten Überleben assoziiert.
Beim Menschen bilden Amyloidfasern biologische Nanostrukturen, in die Pigmente und andere Moleküle eingelagert sind, und spielen möglicherweise auch eine wichtige Rolle im Langzeitgedächtnis. Diese Fasern sind eine der stabilsten proteinbasierten Strukturen in der Natur, und wenn sie bei Krankheiten wie Parkinson schädlich sind, sind sie extrem schwer für Zellen zu zersetzen.
Martin Duennwald und AnaLisa Echeverria vom Boston Biomedical Research Institute und James Shorter, Assistenzprofessor für Biochemie und Biophysik an der Universität von Pennsylvania, suchten nach Wegen, die Amyloidfaser-Assemblierung zu fördern oder die pathogene Anordnung umzukehren , nach Belieben. Die Studie wird veröffentlicht in PLoS Biologie.
Hefe hat ein Protein namens Hsp104, das Amyloidfasern schnell zerlegen kann, und diese Aktivität wird durch eine Gruppe kleiner Hitzeschockproteine ??signifikant verstärkt. Jedoch haben Menschen und andere Tiere nicht das Hsp104-Protein, was die Frage aufwirft, ob menschliche Zellen auch in der Lage sind, Amyloidfasern zu zerlegen.
In dieser Studie fanden die Forscher heraus, dass, wenn Hsp104 abwesend ist, die kleinen Hitzeschockproteine ??der Hefe mit anderen Proteinen zusammenarbeiten, um Amyloidfasern zu zerlegen. Die Proteine ??entfernen langsam jede Untereinheit einzeln von den Spitzen der Fasern. Das Team war von dieser Aktivität überrascht, da diese Proteine ??am besten für ihre Rolle bei der Verhinderung von Proteinklumpen bekannt sind.
Kürzere erklärt:

"Bemerkenswerterweise stimuliert das menschliche kleine Hitzeschockprotein, HspB5, andere Gesundheitsschockproteine, Hsp110, Hsp70 und Hsp40, um Amyloidfasern, die durch aplha-Synuclein gebildet werden, die mit der Parkinson-Krankheit in Zusammenhang stehen, allmählich zu depolymerisieren. Weil Monomere [Untereinheiten] freigesetzt werden Durch dieses System und nicht toxische Oligomere [längere Ketten von Untereinheiten] glauben wir, dass dies ein äußerst sicherer Weg ist, Amyloid aufzulösen. "

Den Forschern zufolge sind die Proteine ??der Amyloid-desaggregierenden Maschinerie in Hefe auch beim Menschen vorhanden. Daher können menschliche kleine Hitzeschockproteine ??mit anderen Proteinen zusammenarbeiten, um Amyloidfasern auch ohne Hsp104 zu zerlegen.
Sie behaupten, dass diese Ergebnisse zur Entwicklung neuer Therapien für verschiedene neurodegenerative Erkrankungen führen könnten.
Ihr Ziel ist es, die Maschinerie im Menschen zu aktivieren, um krankheitsverursachende Amyloidfasern dort zu entfernen, wo und wann sie benötigt werden, indem die Expression von Hitzeschockproteinen erhöht wird.
Der nächste Schritt für die Forscher wird darin bestehen, die Aktivität der Maschinerie, vielleicht mit arzneimittelähnlichen kleinen Molekülen, in Tiermodellen neurodegenerativer Erkrankungen zu erhöhen.
Geschrieben von Grace Rattue