新的分析细胞的“车辆”驱动神经退行性疾病有更深入的理解

俄勒冈州立大学的科学家们已经迈出了关键一步了解神经退行性疾病通过一系列生物物理技术来了解更多关于汽车故障与许多疾病有关的蛋白质。

这项研究发表在《华尔街日报》eLife,代表重要进展改善照顾数以百万计的世界各地的人们受到阿尔茨海默氏症、肌萎缩性脊髓侧索硬化、帕金森病和多发性硬化症。

神经退行性疾病发生在大脑和脊髓神经细胞,被称为神经元,分解、功能异常,最终死亡。神经元恶化,病人通常经验范围的逐渐衰弱神经症状恶化,可以进步,在许多情况下,死亡。

根据哈佛NeuroDiscovery中心,在美国有500万人100万年阿尔茨海默病和帕金森病。还有400000 MS患者和30000人肌萎缩性侧索硬化症,一种疾病,达到公众的意识,当棒球明星卢伽雷在1939年被诊断为它。

神经退行性条件主要出现在中期到晚期,即发病率预计将增长随着美国人口的老龄化。人口统计数据表明,如果没有新的干预措施有超过1200万的美国人在2050年将受到神经退行性疾病的影响。

Elisar理发员,部门负责人在俄勒冈州立大学的科学、生物化学和生物物理学和凯拉hara俄勒冈州立项目协调员的遗传密码扩张中心,GCE4All,领导深入探讨动力蛋白,两种类型的电动机的细胞内蛋白质;另一种类型是驱动蛋白。

马达蛋白小分子机器,动物和真菌细胞化学能量转化为机械功。他们是小型“车辆”穿越细胞通过网络跟踪称为细胞骨架,牵引细胞有效载荷和生成力量援助在许多重要的流程和功能。

“动力蛋白负责货物的运输,控制细胞增殖和分化的神经系统损伤和再生期间的直接后果,“hara说。“神经退行性疾病出现由于基因突变产生组件的动力蛋白和损害在轴突运输机械。”

神经细胞可以很长,严重依赖于电机之间的蛋白质,以确保运输的材料胞体和轴突的顶端,她说。电缆,从主细胞的一部分,从一个神经元轴突神经脉冲传递到其他神经元。

“就像高速公路连接城镇和城市,我们的细胞内躺一个数组的道路称为微管马达蛋白用于航天飞机的负载,“理发员说。“动力蛋白负责运送货物在一个方向上,和大约40蛋白驱动蛋白类型的相反的方向。表明有复杂的方法多亚基蛋白质之间的监管动力蛋白。”

在这项研究中,理发员和hara博士生在研究期间,与俄勒冈州和刘易斯与克拉克学院的科学家们仔细看看其中的一个亚基:中间链,或IC,充当粘合剂对其他单元以及两个non-dynein蛋白质,p150Glued和裸体。

“这些绑定交互发生在IC,上半年已逃脱了许多结构技术的研究因为它不折叠成一个特定的结构,“理发员说。“我们想找出绑定子单元的调节与p150Glued IC交互和裸体。这个问题已经回答因为学习困难的非结构蛋白复合物的大小。但p150Glued和裸体绑定到同一地区的集成电路,和这些蛋白质在不同动力蛋白功能,因此必须有一种机制来选择。”

从真菌研究蛋白质,毛壳菌属thermophilum科学家们知道,机制是:IC折叠的能力和影响p150Glued /裸体结合位点。由于非结构化的蛋白质进行研究的挑战,许多生物物理技术结合使用,hara说,导致一个蓝图如何研究其他类似的蛋白复合物。

“动力蛋白错误折叠蛋白质的分子马达负责运输,这样他们就可以被分解,这意味着它是重要的是参与蛋白质的外观和间隙神经退行性疾病的一个特点,“hara补充道。“特别是,动力蛋白故障是早期功能障碍如ALS和阿尔茨海默氏症。动力蛋白的结构和它是如何工作的知识将有助于我们理解和治疗这些疾病的。”

参考:hara KA, loen NM,里尔登PN,等。多价,自动阻尼、和蛋白质障碍的监管动力蛋白的相互作用中间链dynactin和核分布的蛋白质。eLife。2022;11:e80217。doi:10.7554 / eLife.80217

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