2008-05-17

小分子如何能拆開阿茲海默症蛋白纖維?

How small molecule can take apart Alzheimer's disease protein fibers
http://www.physorg.com/news130155043.html

May 16, 2008

來自於賓州大學醫學院的研究者,以空前的細節,證明小分子如何能選擇性地將異常折疊的、與阿茲海默症以及 prion 疾病有關的蛋白質纖維拆開。這些發現發表於本週 PNAS 線上版。發現一種除掉折疊錯誤蛋白的方法,將牽連到神經退化性疾病的新療法。

類澱粉蛋白纖維(amyloid fibers)的異常累積與腦中其他錯誤的折疊形狀均導致神經退化性疾病。同樣地,神經元間異常折疊 prion 蛋白的發展亦能引發人類版本的狂牛症:CJD(Creutzfeldt-Jakob disease,庫賈氏病)。

"令人驚訝地,一種稱為 DAPH 的小分子能選擇性攻擊將纖維抓在一起的區域,並將纖維轉換成一種無法再發展的形狀。正常來說,纖維從它們的末端生長,不過此藥物阻止了這種活動," 資深作者 James Shorter 博士說,生物化學與生物物理學助教授。"我們的資料指出,是有可能產生有效的小分子,能攻擊類澱粉蛋白纖維,那與許多毀滅性疾病有關。"

研究者現在正研究 DAPH 如何扮演成一種楔子以阻止纖維成長。"據推測 DAPH 恰好與纖維次單位之間的裂縫吻合," Shorter 解釋。"當我們以酵母細胞培養 prion 時, DAPH 的存在它們開始失去 prion。在試管中使用純粹的纖維時,我們也看見這件事。這種小分子直接重塑(remodels)纖維的構造。這是第一次我們能確實理解 DAPH 或任何小分子背後運作的機制。" DAPH 最初在一次小分子的篩檢中被發現,那在共同作者 Vernon Ingram(Shorter 在 MIT 的同僚)的實驗室中減少類澱粉β蛋白(amyloid-beta)的毒性。

在試管中,如果少量的澱粉或 prion 纖維被加入正常形狀的蛋白質中,它會將其轉換成纖維形狀。不過當 DPAH 加入這種混合物中,酵母 prion 蛋白就不會聚集成纖維。"那本質上阻止了纖維在其軌跡上形成," Huan Wang 說,第一作者,同時也是 Shorter 實驗室的研究專家。"我們很驚訝地看見二種十分不同的蛋白 amyloid-beta 與 Sup35 對於這種小分子這麼敏感。"

下一階段事要確認更多有影響力的 DAPH 變種,對於有害的類澱粉蛋白具有更大的選擇性。因為某些類澱粉蛋白也許是有益的 -- 例如,其中一種形式或許涉及到長期記憶的形成 -- 發現不會不加選擇就打擊所有類澱粉蛋白的藥物將會是必要的。"我們需要只會打擊有問題類澱粉蛋白的那一種,而 DAPH 賦予我們一種暗示,即這樣的選擇性是可能的," Shorter 說。

※ 相關報導:

* Direct and selective elimination of specific prions and amyloids by 4,5-dianilinophthalimide and analogs
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0801934105v1
Huan Wang, Martin L. Duennwald, Blake E. Roberts,
Leslie M. Rozeboom, Yingxin L. Zhang, Andrew D. Steele,
Rajaraman Krishnan, Linhui Julie Su, Drees Griffin,
Samrat Mukhopadhyay, Edward J. Hennessy, Peter Weigele,
Barbara J. Blanchard, Jonathan King, Ashok A. Deniz,
Stephen L. Buchwald, Vernon M. Ingram, Susan Lindquist, and
James Shorter
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Published online: May 14, 2008
doi: 10.1073/pnas.0801934105
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