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Nouveau champ d'application pour l'aide souple : Médicament d'Alzheimer

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Petite protéine de choc de la chaleur comme modèle pour le médicament d'Alzheimer

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En bloc de protéines de maladie d'Alzheimer ensemble à de longues fibrilles causant la mort des cellules nerveuses. Les petites protéines de choc de la chaleur peuvent contrecarrer cet effet. Les scientifiques espèrent, donc, les déployer comme agents dans le traitement des maladies neurodegenerative. Utilisant l'exemple d'une petite protéine de choc de la chaleur, les chercheurs à l'université technique de Munich (TUM) et le Helmholtz Zentrum Muenchen ont maintenant découvert comment la protéine agit l'un sur l'autre avec d'autres protéines.

Les petites protéines de choc de la chaleur sont « les ouvriers d'aide de catastrophe » de la cellule. Une fois exposées à la chaleur ou au rayonnement forte, les protéines essentielles de cellules perdent leur structure et caillot jusqu'aux blocs empêtrés. Une fois que ces blocs ont formé il n'y a aucun retour -- les protéines deviennent inutiles et les cellules commencent à mourir. Petites protéines de choc de la chaleur, cependant, attache aux protéines déformées avant qu'elles groupent ensemble et les préservent en masse compacte dans un état soluble -- aide pour reconstituer leur forme appropriée.

Candidat prometteur pour de nouvelles formes de thérapie

Les protéines d'aide sont des multi-talents vrais. Elles peuvent lier un grand nombre de protéines mal pliées et les garder du groupement ensemble. Ceci inclut également maladie-causer potentiellement les protéines qui se rassemblent en cellules des patients présentant des désordres neurodegenerative -- par exemple, bêtas amyloïdes qui agglomèrent pour former de longues fibrilles dans les cellules nerveuses des patients d'Alzheimer. Des protéines de choc de la chaleur sont également associées à d'autres désordres de système nerveux comme le :maladie de Parkinson et la sclérose en plaques.

Bien qu'il soit encore peu clair quel rôle ces ouvriers d'aide de catastrophe jouent dans les divers maux, ils déjà sont considérés comme modèles pour des agents dans de nouveaux médicaments. Si les mécanismes précis par lesquels ceux-ci chauffent le crochet de protéines de choc jusqu'à leurs contre-parties maladie-causantes étaient connus, les scientifiques pourraient déployer cette connaissance pour développer des agents utilisant ces mécanismes pour combattre la maladie.

Deux manières hors du chaos

Un groupe de chercheurs a mené par Bernd Reif, professeur au département de la chimie de l'université technique de Munich (TUM) et le chef de groupe chez le Helmholtz Zentrum Muenchen, ont maintenant réussi à découvrir avec précision ce mécanisme. Suivant un procédé de raffinage de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire à semi-conducteur (RMN à semi-conducteur), ils sont parvenus, pour la première fois jamais, à identifier les emplacements dans l'alpha-B-CRYSTALLIn qui attachent à la bêta-amyloïde.

C'est la première analyse de structure directe d'une protéine complète de choc de la chaleur pendant l'interaction avec un associé de liaison, parce que les ouvriers d'aide de catastrophe ne rendent pas le travail de l'observateur facile. Le « Alpha-B-CRYSTALLIn existe dans diverses différentes formes comportant 24, 28 ou 32 sous-unités qui de manière permanente seront permutées, » explique Reif. « En outre, il a un grand poids moléculaire. Ces facteurs rendent l'analyse de structure très difficile. »

En collaboration étroite avec ses collègues Johannes Buchner, professeur de la biotechnologie et Sevil Weinkauf, professeur de TUM de la microscopie électronique, Reif a déterminé que la petite protéine de choc de la chaleur emploie une pile non polaire spécifique de structure de bêta-feuille à son centre pour des interactions avec de la bêta-amyloïde, lui permettant d'accéder au processus d'agrégation dans deux endroits immédiatement : Pour un elle attache à différentes bêta-amyloïdes dissoutes, les empêchant de former des fibrilles. En outre, elle « scelle » les fibrilles existantes, de sorte que d'autres amyloïdes puissent plus ne s'accumuler.

Calibre pour la construction artificielle de protéine

La connaissance précise au sujet de la manière de laquelle l'alpha-B-CRYSTALLIn attache à la protéine de l'Alzheimer est particulièrement intéressante pour des chercheurs employant la soi-disant « technologie de protéine » pour développer les nouveaux agents qui lient spécifiquement à la bêta-amyloïde et aux protéines semblables. Si l'idée nouvellement découverte de structure de bêta-feuille pourrait être intégrée en tant que blocs constitutifs dans de telles protéines artificiellement conçues, elle améliorerait leur capacité d'attacher aux fibrilles maladie-causantes -- une première étape dans le développement de nouveaux agents contre Alzheimer et d'autres maladies neurodegenerative.

Dans les travaux futurs, les scientifiques veulent prendre un œil plus attentif à la région de N-borne du l'alpha-B-CRYSTALLIn. Car Reif et ses collègues ont découvert, il lie les types de protéine qui, à la différence de la bêta-amyloïde, groupent en masse compacte ensemble d'une façon non commandée. Les chercheurs seront soutenus par le nouveau centre RMN qui est actuellement en construction au campus de Garching de l'université technique de Munich et slated pour s'ouvrir en 2017. 5 millions de service plus encore d'euro adapté spécifiquement à RMN à semi-conducteur est actuellement en construction chez le Helmholtz Zentrum dans Neuherberg.