帕金森病蛋白在健康大脑中起着至关重要的“编组”作用
研究人员发现了一种与帕金森氏症相关的蛋白质的正常功能,为它出现故障时会发生什么提供了线索。
通过展示这种被称为α -突触核蛋白的蛋白质在健康患者体内的工作原理,这项研究提供了重要的线索,说明当这种蛋白质发生故障而人们患上这种疾病时可能会发生什么。
虽然阿尔法突触核蛋白功能异常一直被认为是帕金森病的标志,但直到现在人们才真正了解它在健康大脑中的作用。伦敦帝国理工学院和剑桥大学的研究人员进行的这项新研究表明,这种蛋白质在大脑信号传递中起着至关重要的作用。
研究小组发现,突触核蛋白调节突触小泡之间的相互作用,突触小泡是神经递质的小容器,神经递质是大脑的信号化学物质。α -突触核蛋白有助于将正确数量的囊泡聚集到正确的位置,从而在神经细胞之间的连接处(称为突触)释放神经递质。
该蛋白质的两个不同区域被发现具有膜结合特性,这意味着它可以附着在囊泡上,并将其中一些固定在原位,而另一些则被释放。
值得注意的是,研究人员还测试了与帕金森病有关的α -突触核蛋白的突变形式。这些物质被发现会干扰相同的机制,损害大脑在神经元之间传递信号的能力。这项研究今天发表在自然通讯.
机器学习
该研究的合著者、帝国理工大学生命科学系的阿方索·德·西蒙博士说:“如果你移除一台机器的一部分,你需要知道它应该做什么,然后才能理解移除它可能带来的后果。”
“我们在帕金森病方面也有类似的情况;我们需要知道α -突触核蛋白的实际作用,以便确定正确的策略,将其作为帕金森病的治疗方法。”
剑桥大学化学博士生朱利安娜·弗斯科(Giuliana Fusco)现在加入了帝国理工学院的研究团队,她进行了支撑这项研究的主要实验。她说:“很明显,突触核蛋白在调节突触小泡的流动中起着某种作用,但我们的研究展示了机制,准确地解释了它是如何起作用的。”
“因为我们已经证明,与早期家族性帕金森病相关的α -突触核蛋白的突变形式会影响这一过程,我们现在也知道,在携带这些突变的人身上,这一功能可能会受损。”
破坏作用
研究表明,在一些家族性早期帕金森病病例中,由于基因改变导致α -突触核蛋白功能失常,蛋白质的编组作用受到损害。
例如,帕金森病的标志之一是大脑中过量的-突触核蛋白。在这种情况下,可能会发生过多的结合,囊泡的流动将受到限制,从而阻止有效的神经传递。
这项研究包括基于实验室的实验,其中合成囊泡,模拟突触囊泡找到了大脑,都暴露在突触核蛋白中。
使用核磁共振光谱学方面,研究人员研究了如何蛋白质在结构上与囊泡相关。为了验证这一发现,研究人员对从大鼠大脑中提取的样本进行了额外的测试。