解决帕金森蛋白质的结构

丛生的蛋白质积聚在大脑细胞是神经系统疾病的特点如痴呆、帕金森症和阿尔茨海默氏症。在过去的几年中,有很多争议的蛋白质的结构,称为α-核蛋白。

麻省理工大学计算机科学家们现在建模蛋白质的结构,通常与帕金森病有关,并发现它能承担两个提议——软盘或刚性。研究结果表明,强迫切换到刚性结构的蛋白质,这并不总,可以提供一种新的治疗帕金森症,科林说陆军预备役,副教授的麻省理工学院的电气工程和计算机科学。

“如果α-核蛋白可以采用这种有序结构,不总,你可以想象一个药物设计策略,稳定这些有序结构防止聚合,”说,陆军预备役的资深作者的一篇论文描述研究结果在最近一期的《美国化学学会》杂志上。

几十年来,科学家们相信,α-核蛋白,形成团块称为路易小体在大脑细胞和其他神经元,本质上是无序和软盘。然而,2011年哈佛大学神经学家丹尼斯·阿兹和他的同事们报告说,小心翼翼地从细胞中提取α-核蛋白之后,他们发现它有一个非常明确的,折叠结构。

令人惊讶的发现引发了科学争议。一些尝试和未能复制这一发现,但布兰代斯大学的科学家,由托马斯·Pochapsky和Gregory Petsko还发现折叠(或命令)在α-核蛋白结构蛋白质。

陆军预备役和他的团队决定进入战斗,与Pochapsky的实验室工作,开发了一个计算机建模的方法来预测蛋白质可能需要什么样的结构。布兰代斯的研究人员获得的处理结构数据,陆军预备役创建了一个模型,计算不同的概率可能的结构,确定组结构最好解释实验数据。

计算表明,蛋白质可以迅速切换在很多不同的构象。在任何给定的时间,大约70%的个体蛋白质将在许多可能的无序状态,作为单分子存在α-核蛋白的蛋白质。三个或四个的蛋白质聚集在一起时,他们可以假设的可能的刚性结构,包括螺旋和β链(可以链接在一起,形成蛋白质链表)。

“一方面,说这是无序的人是正确的,因为大部分的蛋白质是无序,“陆军预备役说。”的人会说这是命令没有错;这只是一个非常小的比例的蛋白质这是命令。”

麻省理工学院的研究人员还发现,当α-核蛋白采用有序结构,类似于被阿兹和同事,部分蛋白质,往往与其他分子的聚合深埋在结构,解释了为什么这些命令形式不聚集。

陆军预备役现在努力找出控制蛋白质的配置。有证据表明,细胞可以修改其他分子α-核蛋白,迫使它假定一个构象或另一个。

“如果这个结构确实存在,我们现在有一种新的方式潜在的药物,这将防止聚合设计α-核蛋白,”他说。

论文的第一作者是托马斯小寨,麻省理工学院的研究生在计算和系统生物学。其他作者奥利Ullman,麻省理工学院化学研究生;Pochapsky,布兰代斯的化学和生物化学教授;研究生Iva Perovic Pochapsky的实验室;和查尔斯·费舍尔,哈佛大学在生物物理学研究生。