澱粉質形成如何影響 Neurodegenerative 疾病?

Thought LeadersDr Rosie StaniforthLecturer and researcherUniversity of Sheffield, MBB department

什麼是澱粉質形成?

澱粉質食物是由蛋白質做的纖維材料。

蛋白質是氨基酸鏈子,并且,不同於其他聚合物,此鏈子在 3D 被安排的方式經常是唯一的。 蛋白質結構構件,經常指蛋白質的二級結構,是主要阿爾法螺線,其中氨基酸此鏈子形成螺旋,或者 beta 頁,這些鏈子表單延伸子線堆積形成像頁的結構。 在澱粉質食物,蛋白質鏈子幾乎完全形成 beta 頁,并且他們堆積形成巨大地長的纖維狀的結構。

如何是澱粉質形成重大的?

澱粉質食物是非常嚴格的結構,一些的屬性這些根據他們的抗拉強度 (即蜘蛛絲綢) 的材料敵手鋼并且形成某些的基本類型最堅韌自然膠合,例如允許海運軟體動物的那些堅持岩石。 當這些結構形成用在錯誤的生物隔間時的一個未管制的方式,他們可能導致病理學。

它如何與退化疾病被鏈接了?

在退化疾病,并且,特別是,在 neurodegenerative 情況,澱粉質食物的形成在腦子的似乎需要是含毒物的對我們的神經元的穩定的可溶解中間結構。 在 1901年鏈接澱粉質匾的觀察和纏結的其中一個第一個人員以一個 neurodegenerative 情況是阿洛伊斯・阿爾茨海默。 從那以後,預付款在蛋白質科學,遺傳學和細胞生物學允許我們開掘更深和知道這些何處來自,并且他們如何可能導致神經細胞的細胞死亡。

為什麼是研究到澱粉質形成特別富挑戰性?

澱粉質食物從是無結構的自然蛋白質湧現或在聚集前丟失他們的原始結構到一個澱粉質結構。 每種澱粉質原纖維由有許多可能的取向的千位高動力的蛋白質鏈子做并且填寫許多不同的半成品大小的表單標準結構上的生物技術努力迫使採取這些。 因為這些中間結構是關鍵的對此物質的含毒物本質,我們需要瞭解更多關於這些。 這個文件是指這些分子種類作為 「齊聚物」。

您希望從您的研究查找什麼?

在我們的工作,我們如何使用澱粉質 beta 肽,是引起的在老年癡呆症的蛋白質純範例并且觀察了其自發集合到在試管的澱粉質食物。 我們測試了許多不同的實驗設置的影響并且查找了集合發生以一個可靠和一致的方式的情況。 這允許我們開始評估不同的藥物和生物分子的能力防止澱粉質形成和甚而中止它。 我們可以評定澱粉質食物形成作為時間功能的數量,但是近來,我們缺乏一個敏感方式評定 「齊聚物」和分析他們的分集。

場流分級法如何幫助您達到此?

不對稱的流程字段流分餾或者 AF4,為分析在澱粉質食物期間,裝配和的確反彙編出現的另外種類提供一個意想不到的方法。 一般被運用於生物分子他們可以角逐與的標準分餾方法經常由分子量的範圍太限制 (澱粉質食物是長微米) 和使用固定的表面澱粉質食物傾向於堅持。 AF4 是可能從非常小分隔在一個巨大的範圍的微粒的一個液體基於分餾方法 (子 nanometres 或 < 10m-9 ) 到非常大 (微米或 10m-6 )。 在同一運行,我們能定量相當數量在此全部的範圍的另外種類和估計他們的分子屬性。 當與視覺技術結合请喜歡電子或基本強制顯微學,此能力定量材料是巨大的預付款。

AF2000 如何幫助您取得更好的結果?

到目前為止,我們使用技術提供在我們的範例的若乾非常大量需求的質量管理和保證我們的實驗設置的可靠性。 形成材料的澱粉質食物區分對這個環境是臭名遠揚的,并且 AF4 允許我們設立清楚的協議保證增殖率和數據的一個更加嚴格的解釋。 這將形成第一我們的在此材料的發行。 我們也開始評定齊聚物的形成用不同的情況,并且觀察建議的治療藥物的影響例如 G3P 蛋白質對澱粉質食物。 這是在我們的 BBSRC (研究會議) 被資助的授予框架裡。

您您的研究在哪裡看到去在退化疾病內?

我們能關聯特定齊聚物的人口與可測例如有毒與神經元,和特別地約束對特定蜂窩電話感受器官或影響對神經細胞的細胞膜。 不同的藥物的能力對這些進程影響然後能被分析。

我們的閱讀程序在哪裡能發現更多關於您的研究和 AF2000 ?

更多信息可以在下列網頁找到: https://www.sheffield.ac.uk/mbb/staff/rosiestaniforth/rosiestaniforth

 

關於 Rosie Staniforth 博士

rosie 作為蛋白質化學家被培訓的 Staniforth 博士在蛋白質摺疊的域和被開發的一個 GroEL 婦女活動的第一個機構說明中。 在 1998年,她在結構上的生物走向謝菲爾德 (UoS)大學培訓和,特別是核磁共振的分光學,運作在蛋白質 misfolding。 這裡,她被授予了 Wellcome 信任職業發展同伴關係和一個皇家學會大學研究同伴關係,解決澱粉質綜合的形成結構的後者。

她主要著重的模型系統是 cystatins,半胱氨酸蛋白酶分解抑製劑系列包括導致大腦澱粉質血管病的一份遺傳性表單的成員 (CAA)。 在 CAA、 cystatin C 澱粉質儲存在導致週期性中風的腦子動脈和早死亡。 Cystatins 在間歇的疾病也扮演作用,影響 >50% 在他們的 80s 的單個,包括 90% 有老年癡呆症的病人 (AD)。

Cystatin C 被列出成感受性基因的一名堅強的候選人後起始廣告的。 在她的組的當前工作著重此角色分子詳細資料,并且它如何與在 CAA 和廣告的澱粉質β肽配合。 此專門技術如何現在被擴大對知道自然化合物,蛋白質和小的分子,困境對并且調控 amyloidogenic 蛋白質在集合不同的階段。 staniforth 博士當前是調查為蛋白質 G3P 的澱粉質改造的活動的分子的主要成分的 BBSRC 授予的主要調查人。