Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

O modelo 3D de alta resolução revela uma relação entre Alzheimer e diabetes

Os grupos patológicos da proteína são característicos de uma série de doenças, tais como a doença da doença de Alzheimer, de Parkinson, e o tipo - diabetes 2. Os cientistas em Forschungszentrum Jülich, em universidade Düsseldorf de Heinrich Heine, e em universidade de Maastricht têm usado agora a microscopia do cryo-elétron para obter pela primeira vez uma imagem afiada de como as moléculas individuais são arranjadas nas cordas da proteína, que constituem os depósitos típicos para o diabetes. A estrutura das fibrilas é muito similar àquela das fibrilas de Alzheimer. Estes resultados são na linha de outras normalizações que os pesquisadores descobriram nos últimos anos.

Ao redor 120 anos há, o doutor Eugene Lindsay Opie dos E.U. descobriu depósitos incomuns da proteína nos pâncreas dos pacientes com tipo - diabetes 2 que eram similares àqueles encontrados no cérebro para muitas doenças neurodegenerative. Tipo - o diabetes 2 é uma das doenças as mais difundidas, sabido anteriormente como o diabetes do adulto-início. Os depósitos, conhecidos como o amyloid da ilhota, compreendem as roscas minúsculas da proteína conhecidas como fibrilas. No caso do diabetes, consistem na hormona IAPP do peptide. No pâncreas, contribuem à morte e à deficiência orgânica das beta pilhas que são responsáveis para produzir a insulina. A hormona joga um papel importante em reduzir níveis do açúcar no sangue.

Estas fibrilas do amyloid foram pesquisadas intensiva por muitos anos. Por muito tempo, contudo, era somente possível desenhar muito em estruturas da baixo-definição.”

Gunnar Schröder de Forschungszentrum Jülich e de universidade Düsseldorf de Heinrich Heine

Em 2017, junto com sócios e colegas, Schröder apresentou um dos primeiros-nunca modelos do atômico-nível 3D de tal fibrila: neste caso a fibrila de um Alzheimer que compreende um beta peptide do amyloid (Abeta).

“Pela primeira vez, nós sucedemos em conseguir uma reconstrução 3D de uma fibrila de IAPP típica para o diabetes na definição comparável,” Schröder diz. A definição conseguida pela equipe de 4 ångströms, correspondendo a 0,4 nanometres, está dentro do valor de raios atômicos e de comprimentos bond atômicos. Além do que outros detalhes, o regime preciso das moléculas nas fibrilas é feito assim visível pela primeira vez. O modelo mostra como as moléculas individuais de IAPP são empilhadas sobre se para formar fibras com um secção transversal S-dado forma. A estrutura é similar àquela da dobra S-dada forma nas fibrilas de Abeta que são típicas para Alzheimer.

“Esta similaridade é interessante. Há uma correlação epidemiológica entre Alzheimer e diabetes: Os pacientes de Alzheimer têm um risco maior de contratar o diabetes e vice-versa,” explica Wolfgang Hoyer, que igualmente conduz a pesquisa na universidade Düsseldorf e Forschungszentrum Jülich de Heinrich Heine. Há igualmente outras correlações. Por exemplo, os cientistas têm detectado já impurezas pequenas dos peptides “estrangeiros” de IAPP que são típicos do diabetes nos depósitos de amyloid dos pacientes de Alzheimer. Além disso, quando um do tipo de fibrilas é adicionado, há um crescimento aumentado dos depósitos do outro tipo, como os pesquisadores descobertos nos testes em ratos.

O modelo de alta resolução novo da fibrila fornece agora uma plataforma ganhando uma compreensão melhor da formação das fibrilas no caso do diabetes e para as drogas tornando-se que podem directamente abordar a causa da doença. Os “inibidores podem agora ser desenvolvidos, por exemplo, em uma maneira visada para suprimir a formação das fibrilas,” explica Hoyer, que tem pesquisado proteínas obrigatórias neste campo por um número de anos agora. Tais proteínas impedem que as moléculas individuais formem amyloids e podem assim atrasar, ou mesmo parar, a manifestação de diabetes, Alzheimer, e Parkinson. Uma outra aproximação é a revelação dos substitutos para o peptide de IAPP que não são inclinados a formação de fibrilas. Entre as funções que IAPP supor é isso de uma hormona desupressão no corpo. Os substitutos são não somente interessantes conseqüentemente para o tratamento do tipo - diabetes 2 mas igualmente o tratamento de outras doenças tais como o tipo - 1 diabetes e obesidade mórbido.

Fundo: microscopia do cryo-elétron

a microscopia do Cryo-elétron é ainda um método relativamente novo da pesquisa para determinar a estrutura das biomoléculas no nível atômico. Jacques Dubochet, Joachim Frank, e Richard Henderson foram concedidos o prémio nobel 2017 na química para desenvolver este método.

a microscopia do Cryo-elétron cumpre tarefas similares aos métodos estabelecidos há muito tempo do cristalografia do raio X e da espectroscopia NMR. Com cristalografia do raio X, as biomoléculas tais como proteínas, o ADN, ou as bactérias e os vírus primeiramente têm que ser convertidos no formulário cristalino. Pelo contraste, com microscopia do cryo-elétron e espectroscopia NMR, os blocos de apartamentos da proteína podem ser investigados em seu estado natural. No caso da microscopia do cryo-elétron, os espécimes primeiramente são dissolvidos na água, a seguir piscam congelados, e investigados finalmente com um microscópio de elétron. Este método tem vantagens particulares quando se trata de investigar as grandes estruturas compor das centenas ou dos milhares de proteínas.

Source:
Journal reference:

Röder, C., et al. (2020) Cryo-EM structure of islet amyloid polypeptide fibrils reveals similarities with amyloid-β fibrils. Nature Structural & Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-020-0442-4.