Срочные новости раздела
Химики объяснили неоднозначную роль цинка в развитии болезни Альцгеймера

Химики объяснили неоднозначную роль цинка в развитии болезни Альцгеймера

Российские ученые с помощью компьютерного моделирования обнаружили, что избыточное количество цинка замедляет развитие болезни Альцгеймера. Этот металл включается в состав скоплений нейротоксичных белков, которые образуются в мозге во время заболевания, поэтому ранее считалось, что он только способствует их появлению. Открытие поможет разработать новые способы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями на ранних стадиях.

Модель начальной стадии образования агрегатов из амилоидов, в которой четыре белковых молекулы соединяются с двумя ионами цинка © Алексей Аджубей

Развитие у пожилых людей нейродегенеративных заболеваний — одна из серьезнейших проблем современной медицины, особенно с учетом тенденции к старению населения Земли. Многие из расстройств, в том числе болезнь Альцгеймера, пока не поддаются лечению, и, чтобы разработать лекарственные препараты, крайне важно понимать причины появления патологий.

На молекулярном уровне развитие болезни Альцгеймера вызывают амилоиды — неправильно свернутые белки. Они не только повреждают клетку, в которой образуются, но и «портят» другие белки, запуская сложный цепной процесс, приводящий к появлению нейротоксичных скоплений — амилоидных бляшек. Такие структуры закупоривают сосуды мозга и становятся одной из причин гибели нейронов. Исследования структуры амилоидов показали, что в них содержатся ионы двухвалентных металлов, в частности цинка. Они помогают создавать связи между отдельными молекулами неправильно свернутых белков, что ускоряет образование нейротоксичных агрегатов.

В своей новой работе химики из Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН (Москва) создали компьютерную модель, воспроизводящую взаимодействие ионов цинка с молекулами амилоидов, и выяснили, что роль этого металла не так очевидна, как полагали ранее. Химики смоделировали три случая: когда количество ионов цинка не превышало число молекул амилоидов, когда металл находился в избытке и когда его совсем не было.

Оказалось, что, если цинка было в несколько раз меньше, чем молекул амилоидов, нейротоксичные агрегаты образовывались очень быстро. Когда ионы металла присутствовали в избытке, реакция практически полностью прекращалась. Это происходило благодаря тому, что цинк присоединялся ко всем особым участкам амилоидов (координационным центрам), которые могли бы связаться с соседними белковыми молекулами в процессе образования агрегатов. Принцип таков, что ион может взаимодействовать с центрами нескольких белков сразу, служа мостиком между ними. Однако если цинка слишком много, он займет все доступные «посадочные места», молекулам не придется делить один ион, а значит, связи между ними тоже не образуется. Таким образом, ионы металла разрывали цепочку патологичных взаимодействий.

«Наша работа показала, что роль цинка в развитии болезни Альцгеймера противоречива. Исследование поможет в будущем разработать лекарства нового типа для борьбы с ней. В дальнейшем мы планируем изучить роль других металлов, входящих в состав амилоидов, в процессе образования нейротоксичных агрегатов», — рассказывает Алексей Аджубей, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences

Источник: scientificrussia.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Ученым из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» патогенные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона.
подробнее...

Согласно новому исследованию Университета Флориды, корни растений прорастают во влажные туннели, проделанные юго-восточными гоферами (Geomys pinetis), где получают питательные вещества из отходов
подробнее...

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе смогли получить антитела к одному из белков короновируса SARS-CoV-2 в куриных яйцах. Антитела, полученные из яиц, могут быть использованы для
подробнее...

Сотрудники Университета Аризоны определили, что среднее расстояние полета желтолихорадочного комара (Aedes aegypti) составляет 106 метров, и рассмотрели, как планирование исследования и другие факторы
подробнее...

Исследователи из Сколтеха и их российские и испанские коллеги экспериментально подтвердили работоспособность концепции нанотомографии давления — нового метода отображения внутренней структуры
подробнее...

Группа физиков из 10 стран сообщила об экспериментальном исследовании того, как электрический квадрупольный и магнитный дипольный моменты изотопов индия зависят от числа нейтронов в них. Ядро индия
подробнее...

Исследователи из Сколтеха, МГУ, Научно-технологического университета «Сириус» и Института биоорганической химии РАН исследовали роль двух бактериальных генов, которые помогают поддерживать целостность
подробнее...

Вымершие гигантские марабу с острова Флорес, которых считали нелетающими, все же были способны к активному полету. К такому выводу пришли палеонтологи, проанализировав кости этих птиц, обнаруженные за
подробнее...

Исследование ученых из Университета Западного Онтарио показало, что в период зимней спячки колорадские жуки разрушают митохондрии в собственных мышцах, а пробуждаясь, вновь их восстанавливают.
подробнее...

Группа ученых из Кольского научного центра РАН и Санкт-Петербургского государственного университета открыла новый минерал в якутском месторождении Кестёр в Верхоянском крае, который может стать
подробнее...

Палеогенетики прочитали самый старый геном домашней лошади из Америки. Им удалось отсеквенировать ДНК из зуба, найденного в испанском городе раннего колониального периода на Гаити. Ученые подтвердили
подробнее...

Окаменелости плезиозавров, найденные в древнем русле реки в пустыне Сахара позволяют предположить, что некоторые вымершие виды, которые традиционно считались морскими существами, могли обитать и в
подробнее...

Команда исследователей из Сколтеха и Томского политехнического университета применила уникальную технологию, используемую в аэрокосмической промышленности, для синтеза карбида гафния-тантала —
подробнее...

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая доказали возможность генерации магнитного поля в диэлектриках с низким показателем преломления. К ним относятся стекло,
подробнее...

Палеонтолог Ромен Давид (Romain David) из Музея естественной истории в Лондоне выдвинул гипотезу, согласно которой относительный размер полукружных каналов во внутреннем ухе позвоночных зависит от их
подробнее...

Исследователи из Франции разработали инновационного «наноробота» полностью из молекул ДНК. Он поможет тщательнее изучить на микроскопическом уровне механизмы, которые имеют решающее значение для
подробнее...

Китайские физики экспериментально поиграли в квантовую игру Мермина — Переса с помощью гиперзапутанных фотонов. Эта игра представляет собой пример квантовой псевдотелепатии, то есть игры, в которой
подробнее...

Израильские физики построили теорию взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла. Так называют однородный материал, чья диэлектрическая проницаемость периодически меняется
подробнее...