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一种非常“爱交迹”的蛋白质是如何掌控阿尔茨海默病起源线索的

 阿尔茨海默病 2020-12-18

同步加速器欧洲研究中心(ESRF)

尽管进行了数十年的科学研究,但占95%病例的最常见形式的阿尔茨海默病的起源仍不清楚。

同步加速器欧洲研究中心(ESRF)12月16日消息

由同步加速器欧洲研究中心 (ESRF - The European Synchrotron Radiation Facility)领导的国际科学家团队已经发现,ECSIT蛋白如何决定与线粒体能量活动相关的蛋白质的行为,而线粒体的能量活动在很大程度上受到阿尔茨海默病的影响。他们的结果近日在《应用化学》(Angewandte Chemie)期刊中发表。

研究于12月15日发表在《Angewandte Chemie》(最新影响因子:12.959)期刊上

尽管进行了数十年的科学研究,但占95%病例的最常见形式的阿尔茨海默病的起源仍不清楚。“在了解病理学之前,我们需要先了解生物学”,ESRF领导此项阿尔茨海默病研究的科学家Montse Soler López解释说。她断言:“我们唯一能确定的是,阿尔茨海默病的最常见形式与衰老有关。”

因此研究人员一直专注于身体随着年龄增长而急剧退化的部分。例如,神经元是长寿细胞,这意味着它们不会像其他细胞那样自我更新。神经元存在线粒体,线粒体因其在体内产生能量的积极作用而被称为“细胞的发电站”。随着时间的流逝,线粒体会遭受氧化应激,从而导致它们功能失调。最近发现,患有阿尔茨海默病的人可能在线粒体内有淀粉样蛋白积累(以前认为淀粉样蛋白仅在神经元外部)。Montse Soler López试图寻找线粒体功能障碍、淀粉样蛋白的存在与疾病早期症状之间是否存在联系。“我们认为线粒体功能障碍可以在该人出现疾病症状之前20年发生。

ESRF的团队与结构生物学研究所(CNRS,CEA,格勒诺布尔-阿尔卑斯大学),格勒诺布尔神经科学研究所和欧洲分子生物学实验室(EMBL)的科学家们共同研究了参与呼吸链复合体的蛋白质,该蛋白质让线粒体产生能量。线粒体的工作方式如下:首先,“helper”复合体产生呼吸链复合体,继而以ATP的形式产生能量。Soler López和她的团队研究了一种叫做ECSIT的蛋白质,该蛋白质是免疫系统的关键,似乎“爱交际”或与许多蛋白质相互作用。

Montse Soler López

使用ESRF低温电子显微镜和ESRF光束BM29上的小角X射线散射,研究人员设法破译了ECSIT在线粒体活动中的作用。“我们发现ECSIT在组装'helper'复合体中起着重要作用,该复合体将组装呼吸链复合体1,这是线粒体呼吸链的最大复合体。在'helper'复合体中,有几种蛋白质,以及我们已经发现ECSIT调节蛋白质的功能,从而使它们完成所需的工作”,Soler López解释说。

这些蛋白质之一是ACAD9。这是一种蛋白质,可以起到氧化脂肪酸或组装呼吸链复合体的作用。Soler López和她的同事发现ECSIT关闭了氧化功能,因此蛋白质可以专注于组装呼吸链复合体。她补充说:“如果ECSIT不采取行动,那将是一团糟,蛋白质会同时做几件事,因此ECSIT实际上对整个呼吸链复合体至关重要,因此对线粒体活动也至关重要。”

格勒诺布尔大学

他们还发现ECSIT对淀粉样蛋白的存在非常敏感。“我们认为,当淀粉样蛋白开始出现在线粒体中时,ECSIT进入过度驱动状态,从而推动呼吸机制来保护线粒体免受破坏性侵袭。如果该机制的控制不当,它可能会变得具有破坏性并最终破坏神经元。但是,我们仍将对此进行研究,不过这是我们下一步的研究”,SolerLópez总结道。

参肽茶多酚改善中老年人记忆功能的临床研究

参考文献

Source:European Synchrotron Radiation Facility

How a very "sociable" protein can hold clues about Alzheimer's origin

Reference:

Giachin, G., Jessop, M., Bouverot, R., Acajjaoui, S., Saidi, M., Chretien, A., Bacia-Verloop, M., Signor, L., Mas, P..J., Favier, A., Borel Meneroud, E., Hons, M., Hart, D..J., Kandiah, E., Boeri Erba, E., Buisson, A., Leonard, G., Gutsche, I. and Soler-Lopez, M. (2020), Assembly of the mitochondrial Complex I assembly complex suggests a regulatory role for deflavination. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript. https:///10.1002/anie.202011548

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