研究人员描述了铜诱导的朊病毒蛋白的错误折叠

爱荷华州立大学的研究人员已经用单分子精确描述了铜离子如何导致朊病毒蛋白质以误折叠和种子附近朊病毒蛋白质的错误折叠和种子。

研究人员还发现铜引起的误解和丛集与来自小鼠模型的脑组织中神经细胞的炎症和损伤有关。

根据疾病控制和预防的中心，朊病毒是一种异常的，致病剂是可传递的，诱导称为朊病毒蛋白的特定类型蛋白质的异常折叠。朊病毒蛋白主要在大脑中发现。朊病毒蛋白质的异常折叠导致神经变性疾病的脑损伤和症状。在其他神经变性障碍中观察到类似的神经元蛋白质误折叠和丛集的循环，包括帕金森和阿尔茨海默氏病。

“我们的研究在铜暴露之间的分子水平建立了直接链接朊蛋白质神经毒性，“研究人员在论文的摘要中写道。

研究结果发表在今天的杂志上科学的进步。相应的作者是Sanjeevi Sivasankar，IOOWA州立大学物理和天文学副教授;第一作者是一名机电电脑工程的爱荷华州博士生学生Chi-Fu Yen。共同作者是Anumantha Kanthasamy，INAOWATES Clantence Hartley Covault杰出教授，兽医学科，生物医学课程，爱荷华州先进神经毒理学中心主任;和Dilshan Harischandra，生物医学科学的爱荷华州博士生学生。

国家健康研究院国家环境卫生研究所的补助金支持该项目，包括来自虚拟财团的一个跨学科环境研究。

虽然这项研究确定了铜诱导的朊病毒蛋白质的错误折叠和簇与神经组织的退化相关，但血清血管术警告说，该研究不会直接解决朊病毒疾病的感染性。

Sivasankar说:“错误折叠的朊蛋白有不同的菌株，并不是所有的都具有致病性。”“虽然我们没有证明在我们的实验中产生的菌株是传染性的，但我们确实证明了铜离子引发朊病毒蛋白的错误折叠，从而导致神经细胞毒性。”

Sivasankar和Kanthasamy研究组计划进行额外的研究，以确定铜诱导的错误折叠是否导致疾病。

整合方法也指出，该项目的独特方面是生物物理和神经毒性研究方法的整合。他表示，该联合具有转变神经退行性疾病的分子基础的研究。

Sivasankar的团队为本研究开发的生物物理方法包括：

• 一种基于荧光的技术，用单分子敏感性鉴定错误折叠的朊病毒蛋白，并确定金属离子在误用中的作用。研究人员使用这种技术来表明错误折叠开始时铜离子与朊病毒蛋白的非结构化尾部结合。
• 单分子原子力显微镜测定法测量朊病毒蛋白簇的效率。研究人员使用这种技术表明错误折叠的朊病毒蛋白在一起比适当折叠的蛋白质更有效地粘在一起近900倍。

Kanthasamy和Sivasankar研究小组合作进行了一项实时震动诱导转化实验，以证明错误折叠的朊病毒蛋白可以作为种子，触发附近的朊病毒蛋白的错误折叠和凝结。Kanthasamy的研究小组还利用其在神经毒理学方面的专业知识，证明了铜诱导的错误折叠的朊病毒蛋白会损害小鼠脑组织切片中的神经细胞。

研究人员写道，结果鉴定了结果鉴定了铜诱导朊病毒蛋白质错误折叠，丛生和神经毒性的生物物理条件和机制。

“这是一项非常全面的研究，”斯维萨斯卡说。“我们一直从单一分子中取出纸巾。”

而且，尽管这项研究没有解决朊病毒疾病的传染性，Kanthasamy说它仍然很重要:“这项研究对我们理解金属在朊病毒、阿尔茨海默氏症和帕金森病等蛋白质错误折叠疾病中的作用具有重大意义。”

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