Российские ученые обнаружили, что избыточное количество цинка замедляет развитие болезни Альцгеймера. Металл включается в состав скоплений нейротоксичных белков, которые образуются в мозге во время заболевания. Ранее считалось, что он только способствует их появлению, но сам не участвует. Открытие поможет разработать новые способы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями. Статья опубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Нейродегенеративные заболевания представляют собой одну из серьезнейших проблем современной медицины, особенно с учетом тенденции к старению населения Земли. Многие из расстройств, в том числе болезнь Альцгеймера, пока не поддаются лечению, и для разработки лекарств важно понимать причины появления патологий.
На молекулярном уровне развитие болезни Альцгеймера вызывают амилоиды — неправильно свернутые белки. Они не только повреждают клетку, в которой образуются, но и изменяют другие белки, запуская цепной процесс, приводящий к появлению нейротоксичных скоплений — амилоидных бляшек. Эти структуры закупоривают сосуды мозга и становятся одной из причин гибели нейронов. В амилоидах содержатся ионы двухвалентных металлов, в частности цинка. Они помогают создавать связи между отдельными молекулами неправильно свернутых белков, что ускоряет образование нейротоксичных агрегатов.
Ученые из Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН создали компьютерную модель, воспроизводящую взаимодействие ионов цинка с молекулами амилоидов, и выяснили, что роль этого металла не так очевидна, как полагали ранее. Авторы воспроизвели три случая: когда количество ионов цинка не превышало число молекул амилоидов, когда металл находился в избытке, и когда его совсем не было.
В первом случае нейротоксичные агрегаты образовывались очень быстро, а когда ионы цинка присутствовали в избытке, реакция практически полностью прекращалась. Это происходило благодаря тому, что цинк присоединялся ко всем участкам амилоидов, которые могли связаться с соседними белковыми молекулами в процессе образования агрегатов. Ион может взаимодействовать с центрами нескольких белков сразу, служа мостиком между ними. Однако если цинка слишком много, он займет все доступные «посадочные места», молекулам не придется делить один ион, а значит, связи между ними тоже не образуется. Таким образом, ионы металла разрывали цепочку патологичных взаимодействий.
«Наша работа показала, что роль цинка в развитии болезни Альцгеймера противоречива. Исследование поможет в будущем разработать лекарства нового типа для борьбы с ней. В дальнейшем мы планируем изучить роль других металлов, входящих в состав амилоидов, в процессе образования нейротоксичных агрегатов», — рассказывает соавтор исследования Алексей Аджубей.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
