Come la formazione dell'amiloide urta la malattia di Neurodegenerative?

Thought LeadersDr Rosie StaniforthLecturer and researcherUniversity of Sheffield, MBB department

Che cosa è formazione dell'amiloide?

Un amiloide è un materiale fibroso fatto da proteina.

Una proteina è una catena degli amminoacidi e, a differenza di altri polimeri, il modo che questa catena è sistemata in 3D è spesso unico. Le particelle elementari delle strutture della proteina, che si riferiscono a spesso come struttura secondaria di una proteina, sono principalmente alfa-elicoidali, dove questa catena degli amminoacidi forma le eliche, o beta-lamiere sottili, in cui modulo di queste catene ha esteso i fili che impilano per formare le strutture sottili lamiera. In un amiloide, le catene della proteina formano quasi esclusivamente le beta-lamiere sottili ed impilano per formare le strutture fibrillari immenso lunghe.

Come è la formazione dell'amiloide significativa?

Gli amiloidi sono strutture estremamente forti, i beni di alcuno dell'acciaio rivale di questi materiali in termini di loro resistenza alla trazione (per esempio seta del ragno) e che costituiscono la base di alcuno del naturale più duro incolla, come quelli che permettono che i molluschi del mare attacchino alle rocce. Quando queste strutture si formano in un modo incontrollato nel compartimento biologico sbagliato, possono piombo a patologia.

Come è stata collegata alle malattie degeneranti?

Nella malattia degenerante e, in particolare, nelle circostanze neurodegenerative, la formazione di amiloidi nel cervello sembra comportare le strutture intermedie solubili stabili che sono tossiche ai nostri neuroni. Uno della prima gente per collegare l'osservazione delle placche dell'amiloide ed i grovigli con uno stato neurodegenerative era Alois Alzheimer nel 1901. Da allora, gli avanzamenti nella scienza della proteina, la genetica e la biologia cellulare hanno permesso che noi scavassimo più profondo e capissimo da dove questi vengono e come possono piombo alla morte di un neurone delle cellule.

Perché è la ricerca su formazione dell'amiloide particolarmente provocatoria?

Gli amiloidi emergono dalle proteine naturali che sono senza struttura o perdono le loro strutture originali prima del montaggio in una struttura dell'amiloide. Ogni fibrilla dell'amiloide è fatta da migliaia di catene altamente dinamiche della proteina che hanno tanti orientamenti possibili e popola tanti moduli intermedio graduati differenti che le tecniche strutturali standard di biologia lottano per appuntare questi giù. Poichè queste strutture intermedie sono chiave alla natura tossica di questa sostanza, dobbiamo capire più circa questi. La letteratura si riferisce a queste specie molecolari come “oligomeri„.

Che cosa state sperando di trovare dalla vostra ricerca?

Nel nostro lavoro, usiamo i campioni puri di beta peptide dell'amiloide, una proteina che è causativa nel morbo di Alzheimer ed abbiamo osservato come la sua installazione spontanea in amiloide nella provetta. Abbiamo verificato l'impatto di molte impostazioni sperimentali differenti ed abbiamo trovato le circostanze dove l'installazione si presenta in un modo affidabile e coerente. Ciò ha permesso che noi cominciassimo a valutare la capacità delle droghe differenti e delle molecole biologiche di impedire la formazione dell'amiloide e perfino di scomporrla. Possiamo misurare la quantità di amiloide che si forma in funzione del tempo ma fino ad oggi, abbiamo mancato di un modo sensibile misurare “gli oligomeri„ e caratterizzare la loro diversità.

Come il frazionamento di flusso di campo vi aiuta a raggiungere questo?

Il frazionamento di flusso di campo asimmetrico di flusso, o AF4, fornisce un metodo fantastico per la caratterizzazione delle specie differenti che sorgono durante il montaggio ed effettivamente lo smontaggio degli amiloidi. I metodi standard di frazionamento che si applicano generalmente alle molecole biologiche spesso ugualmente sono limitati dall'intervallo dei pesi molecolari che possono contendersi con (amiloidi sono micron di lunghezza) e mediante l'uso delle superfici solide a cui gli amiloidi tendono ad attaccare. AF4 è un metodo basato liquido di frazionamento che può separare le particelle sopra un intervallo enorme, molto dal piccolo (nanometri sotto- o < 10m-9 ) molto al grande (micron o 10m-6 ). Nella stessa esecuzione, possiamo quantificare gli importi delle specie differenti sopra questo intero intervallo e stimare i loro beni molecolari. Una volta combinato con le tecniche visive gradisca l'elettrone o la microscopia atomica della forza, questa capacità di quantificare il materiale è un avanzamento enorme.

Come il AF2000 vi ha aiutato a raggiungere i migliori risultati?

Finora, abbiamo usato la tecnologia per fornire un certo controllo di qualità molto tanto necessario nei nostri campioni e per assicurare l'affidabilità della nostra impostazione sperimentale. La sensibilità di amiloide che forma il materiale all'ambiente è rinomata e il AF4 ha permesso che noi stabilissimo le chiare norme per assicurare la riproducibilità e una più forte interpretazione dei dati. Ciò formerà il primo delle nostre pubblicazioni su questo materiale. Egualmente abbiamo cominciato a misurare la formazione di oligomeri nelle circostanze differenti ed osserveremo l'impatto delle droghe terapeutiche proposte quale la proteina di G3P sugli amiloidi. Ciò è nel quadro della nostra concessione costituita un fondo per di BBSRC (consiglio della ricerca).

Dove vedete la vostra ricerca andare all'interno delle malattie degeneranti?

Potremo correlare la popolazione degli oligomeri specifici con gli osservabili quale la tossicità ai neuroni e più specificamente obbligatorio ai ricevitori cellulari specifici o all'impatto sulle membrane cellulari di un neurone. La capacità delle droghe differenti di urtare su questi trattamenti poi potrà essere caratterizzato.

Dove possono i nostri lettori scoprire più circa la vostra ricerca e il AF2000?

Più informazioni possono essere trovate sulla seguente pagina Web: https://www.sheffield.ac.uk/mbb/staff/rosiestaniforth/rosiestaniforth.

 

Circa Dott. Rosie Staniforth

Dott. Rosie Staniforth formato come chimico della proteina nel campo di folding proteico ed in quello messo a punto delle prime descrizioni meccanicistiche dell'attività del chaperon di GroEL. Nel 1998, è venuto all'università di Sheffield (UoS) a prepararsi nella biologia strutturale e, in particolare la spettroscopia RMN, lavorante a misfolding della proteina. Qui, ha ricevuto un'amicizia dello sviluppo di carriera della fiducia di Wellcome e un'amicizia di ricerca universitaria della società reale, l'ultimo per indirizzare i meccanismi di formazione di cumuli dell'amiloide.

I sistemi-modello su cui ha messo a fuoco soprattutto sono cystatins, una famiglia degli inibitori di proteasi della cisteina compreso i membri che causano un modulo ereditario di angiopathy cerebrale dell'amiloide (CAA). In CAA, nei giacimenti di amiloide di cystatin C nelle arterie del cervello che piombo al colpo ricorrente e nella morte prematura. Cystatins egualmente svolge un ruolo nella malattia sporadica, che pregiudica >50% delle persone nel loro 80s, compreso 90% dei pazienti con il morbo di Alzheimer (AD).

Cystatin C è quotato come forte candidato per un gene di predisposizione per l'ANNUNCIO di manifestazione tardiva. L'attività in corso nel suo gruppo mette a fuoco sui dettagli molecolari di questo ruolo e come interagisce con il peptide del β dell'amiloide sia in CAA che in ANNUNCIO. Questa competenza ora sta allarganda a capire come composti naturali, sia proteine che piccole molecole, legatura a e regolamenta le proteine amyloidogenic nelle fasi differenti dell'installazione. Il Dott. Staniforth è corrente ricercatore principale su una concessione di BBSRC che studia la base molecolare per l'amiloide che ricostruisce l'attività della proteina G3P.