Супрамолекулярные комплексы специфически подавляют агрегацию β-амилоида при болезни Альцгеймера

Цилиндрический супермолекулярный комплекс (желтый) взаимодействует с центральной областью β-амилоидного пептида (зелено-бело-красная лента), специфически подавляя его способность к полимеризации. (Рис. Xiaogang Qu)

По мнению исследовательской группы из Китая, супрамолекулярная химия может стать основой нового направления в разработке препаратов для лечения или профилактики болезни Альцгеймера. Найденные учеными супрамолекулярные комплексы способны ингибировать агрегацию β-амилоидного пептида, возможно, являющуюся причиной болезни Альцгеймера, и дестабилизировать уже образовавшиеся бета-амилоидные бляшки.

Болезнь Альцгеймера – наиболее частая причина старческого слабоумия, и, по оценкам, во всем мире ей страдают более 35 миллионов человек – цифра, которая, по прогнозам, утроится к 2050 году. Одним из патологических признаков этого заболевания является полимеризация β-амилоидных пептидов в нерастворимые фибриллярные белковые агрегаты, известные как бета-амилоидные бляшки. Ученые уже давно пытаются разработать ингибиторы агрегации β-амилоидов и использовать эти препараты для лечения и профилактики болезни Альцгеймера. На сегодня большинство известных ингибиторов β-амилоидов – это низкомолекулярные органические соединения или пептиды, многие из которых действуют неспецифически.

Используя новую систему скрининга, основанную на связывании β-амилоида с медленно сворачивающимся флуоресцентным белком, Сяоган Цюй (Xiaogang Qu) и его коллеги из Чанчунского института прикладной химии (Changchun Institute of Applied Chemistry) идентифицировали два трехспиральных металло-супрамолекулярных «цилиндра» ([Ni₂L₃]⁴⁺ and [Fe₂L₃]⁴⁺), способных ингибировать агрегацию β-амилоида за счет специфического связывания с центральной областью пептида (α/β-discordant stretch). Оказалось, что эти цилиндры напоминают так называемые «цинковые пальцы» – небольшие белковые структурные мотивы, стабилизированные одним или несколькими ионами цинка, позволяющие содержащим такой модуль белкам взаимодействовать с другими белками, ДНК и РНК.

Металло-супрамолекулярные трехспиральные комплексы [Ni₂L₃]⁴⁺ and [Fe₂L₃]⁴⁺, напоминающие по структуре белковые мотивы «цинковые пальцы», способны подавлять агрегацию β-амилоидного пептида – характерный признак болезни Альцгеймера. Эксперименты in vivo показали, что [Ni₂L₃]⁴⁺ and [Fe₂L₃]⁴⁺ снижают уровни нерастворимого β-амилоида и частично восстанавливают пространственную память у трансгенных мышей с моделью болезни Альцгеймера. Это позволяет рассматривать их в качестве потенциальных терапевтических агентов для лечения этого заболевания. (Рис. pubs.rsc.org)

Помимо подавления агрегации β-амилоида эти комплексы дестабилизируют уже образовавшиеся бета-амилоидные бляшки.

«Этот ингибирующий эффект имеет большое значение для предотвращения развития симптомов болезни Альцгеймера на ранней стадии, а эффект дестабилизации приносит большую пользу, обращая болезнь Альцгеймера вспять», - комментирует своей результаты работы Цюй.

«Супрамолекулярная химии дала много уникальной информации о биологических системах, поэтому очень интересно наблюдать дальнейшее расширение сферы ее интересов и включение в нее агрегации β-амилоида и болезни Альцгеймера», – отмечает Захари Менсингер (Zachary Mensinger) из Института нейродегенеративных заболеваний (Institute for Neurodegenerative Diseases) Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco).

Эксперименты на трансгенных мышах с моделью болезни Альцгеймера показали, что металлосодержащие комплексы [Ni₂L₃]⁴⁺ and [Fe₂L₃]⁴⁺ способны снизить уровень нерастворимого β-амилоида и частично восстановить пространственную память. Однако Тим Сторр (Tim Storr) из Университета Саймона Фрейзера (Simon Fraser University), Канада, отмечает, что вопрос о механизме их действия остается открытым: неизвестно, проникают ли эти катионные комплексы через гематоэнцефалический барьер или оказывают системное воздействие.

По материалам

New supramolecular Alzheimer’s drugs

Оригинальная статья:

Haijia Yu, Meng Li, Gongping Liu, Jie Geng, Jianzhi Wang, Jinsong Ren, Chuanqi Zhao and Xiaogang Qu. Metallosupramolecular complex targeting an α/β discordant stretch of amyloid β peptide

© «Супрамолекулярные комплексы специфически подавляют агрегацию β-амилоида при болезни Альцгеймера». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Болезнь Альцгеймера. Письменное разрешение обязательно.

Еще о болезни Альцгеймера

Ген ApoE4 и болезнь Альцгеймера: повышение проницаемости и смерть сосудов головного мозга

Виновник гибели нейронов при болезни Альцгеймера – апоптоз астроцитов

В мозге пациентов с болезнью Альцгеймера идентифицирована новая группа белков

Болезнь Альцгеймера передается от нейрона к нейрону

Новый взгляд на триггер болезни Альцгеймера

Структура белка С99 подсказывает новое направление в лечении болезни Альцгеймера

Белок-предшественник амилоида способен контролировать свою судьбу

Астроциты образуют глимфатическую систему головного мозга

Фермент ВАСЕ1 наносит двойной удар по памяти

Установлена связь между тау-белком, длиной митохондрий и болезнью Альцгеймера