Учените откриват специална молекула, която помага за борба с болестта на Алцхаймер, Паркинсон

Изследователи от Харвардското медицинско училище откриха молекула, която помага на човешките клетки да се отърват от неправилно сгънатите, обезобразени протеини, замесени в болестта на Алцхаймер и други невродегенеративни заболявания.

Това проучване може да има далечни последици за разработването на лекарства за лечение не само на невродегенеративни заболявания, но и на други заболявания, свързани с натрупване на лоши протеини.

Клетките непрекъснато създават и изхвърлят протеини, процес, който зависи от ценния баланс между скоростта, с която се създават нови протеини, и скоростта, с която увредените се унищожават.

Унищожаването на протеини е част от тази сложна система и протеините се маркират като боклук, като се маркират с малка молекула, наречена убиквитин.

Убиквитинът се закрепва върху тези маркирани протеини, често образувайки дълги вериги. Тогава клетъчната белтъчна система за изхвърляне на отпадъци, протеазомата, разпознава тези убиквитинирани протеини и ги разгражда.

Ако тази фино настроена система работи неправилно, повредените или неправилно сгънати протеини започват да се натрупват в клетката и могат да станат токсични. Редица заболявания, включително Алцхаймер, Паркинсон и Кройцфелд – Якоб, са свързани с това натрупване на неправилно сгънати протеини.

Изследователски екип, ръководен от изследователите от Харвардското медицинско училище, Даниел Финли, професор по клетъчна биология, и Рандал Кинг, доцент по клетъчна биология, искаха да разберат по-добре какво причинява тази система да се повреди. Така те усъвършенстваха ензим, наречен Usp14.

По време на своите изследвания учените откриха, че Usp14, когато се активира, разкъсва веригата убиквитин. Това забавя способността на протеазомата да освободи клетката от лоши протеини. Когато това се случи, клетката създава нови протеини по-бързо, отколкото се отървава от старите, което води до натрупване на обезобразени протеини.

Изследователите се заели да проверят дали след това биха могли да намерят молекула, която блокира Usp14 - селективен инхибитор - който ще позволи на протеозомата да си върши свободно работата.

За да намери този селективен инхибитор, Byung-Hoon Lee, постдокторант, създава уникален скринингов процес с помощта на Института по химия и клетъчна биология - скрининг на Longwood в HMS.

Лий проверява 63 000 съединения, търсейки молекули, които инхибират само Usp14 и могат лесно да проникнат в клетката. Най-силният кандидат беше малка молекула, която те нарекоха IU1.

Друг постдокторант, Min Jae Lee, и неговите колеги поставят IU1 да работи както в човешки, така и в миши клетъчни култури. Те откриха, че IU1 инхибира Usp14, като същевременно позволява на протеазомата да се отърве по-бързо от лошите протеини. Така че добавянето на IU1 към клетките действително повишава протеазомната активност.

Въпреки че учените все още се опитват да разберат как работи IU1, изглежда, че молекулата задържа способността на Usp14 да подрязва веригата убиквитин.

Докато учените научават повече за връзката между обезобразените протеини и човешките заболявания, интересът към протеазомата се увеличава. Докато голяма част от този фокус е върху начините за забавяне на протеазомната активност, може да има уникално предимство за лекарството, което засилва протеазомната активност, вместо да я възпрепятства, каза Финли.

„Ако вземете типична клетка, растяща в култура и убиете нейната активност Usp14, клетката ще продължи да процъфтява“, каза Финли. "Ако убиете протеазомната му активност, той веднага ще умре."

Това изследване може да има далечни последици за разработването на лекарства за лечение не само на невродегенеративни заболявания, но и на други заболявания, свързани с натрупване на неправилно сгънати протеини, каза Кинг.

Източник: Харвардското медицинско училище