Beispiellose Aussicht Auf Proteinfaltung mag helfen, entwickeln Gehirn Krankheit Therapien

Misfold ein Origami- Schwan und das Schlimmste, was ist Sie Wind mit einem hässlichen Entlein Papier passiert. Misfold eines der wichtigsten Proteine ​​im Körper - von denen jeder in einer bestimmten Art und Weise gefaltet werden, um ihre Funktion zu erfüllen - und das Ergebnis kann eine schwächende neurodegenerative Erkrankung wie Alzheimer oder Chorea Huntington .

Es gibt keine Heilung für diese Gehirn - Verschwendung von Krankheiten , aber jetzt ist der Stanford -Forscher haben einen wichtigen Schritt getan , die vielleicht eines Tages Hilfe bei der Entwicklung von Therapien für sie. Sie haben buchstäblich knallte den Deckel von einer der mikroskopischen Kammern, in denen viele der wichtigsten Proteine ​​des Lebens sind gefaltet , Zeuge einer überraschenden Mechanismus wie die bisher verborgen Faltungsprozesses vor ihren Augen passiert .

Praktisch alle Proteine ​​müssen gefaltet werden , ob in primitiven Organismen , wie Bakterien oder mehrzelligen Lebewesen wie Menschen. Chaperonine - - Falten viele der komplexen Proteinen viele durch den Prozess Moleküle genannt Chaperone , die eine spezialisierte Untergruppe geführt wird.

Falten in Bakterien wurde im Detail untersucht worden , aber Judith Frydman , Professor für Biologie , die die Stanford Studie leitete , sagte, dies sei das erste Mal, dass jemand den Faltungsprozess in höheren Organismen durchgeführt gesehen .

" Der Mechanismus der Faltung wir im Chaperonin sah es ganz anders, als wir erwartet hatten und aus dem, was in Bakterien gesehen" , sagte Frydman . "Es war wirklich erstaunlich , und wir sind immer noch erstaunt, dass es funktionierte. Dies Chaperonin scheint eine einzigartige chemische Umgebung zu bieten. "

Chaperonine tonnenförmig geformt , wobei zwei ringförmige Kammern angeordnet eine über der anderen . Am offenen Ende jedes Ringes ist ein Deckel, öffnet und schließt sich in einer spiralförmigen Art und Weise , wie die Blende einer Kamera , etwas Frydman -Team im Jahr 2008 entdeckt, während das Studium der Chaperonin genannt TRiC . Seitdem haben sie gearbeitet, um die Rätsel, wie ein Protein gefaltet wird , sobald der Chaperonin hat sich griff , zog es in die Kammer und die Öffnung geschlossen lösen. Eine Papier ihre Erkenntnisse beschreiben wurde Anfang dieses Jahres veröffentlicht Cell.

Frydman gesagt gab es zwei mögliche Arten , in denen ein Protein , zunächst eine lineare Molekülkette (Aminosäuren ) , könnte theoretisch in die Kammer gefaltet wird.

Einer ist mit mechanischen Mitteln , mit der Kammer hielt sich an das Protein und körperlich drücken Sie ihn in die richtige Form .

" Das andere ist , dass , wenn der Deckel geschlossen wird , die Chaperonin loslässt des Proteins , aber einige besondere chemische Eigenschaften in dieser Kammer irgendwie machen es falten ", sagte sie . "Die Beweise , dass dieser Mechanismus die richtige ist . "

Der einzige Weg zu wissen, welcher Mechanismus die Arbeit wurde war es, in der Kammer während der Faltung geschah, sondern lediglich die Öffnung der Deckel nicht funktionieren würde sehen, weil die Form der gesamten Kammer Änderungen in Übereinstimmung mit der Bewegung des Deckels . Wenn der Deckel Spiralen offen, die Wände der Kammer Spiral offen , auch, und das Protein schwimmt entfernt.

Um zu sehen, was los war, entwickelt Frydman Team eine chemische "Trick" , mit dem sie sich den Deckel der Kammer zu entfernen , aber immer noch die Wände der Kammer zu schließen in , als ob der Deckel wurden spiralförmig .

Wenn sie " geschlossen " die lidless Kammer , die Chaperonin veröffentlicht nur das Protein, das dazu bestimmt worden waren, zusammengeklappt werden. Wie lange Ballon, der aus einem Kinder Griff gerutscht , bevor es in eine Giraffe gefaltet werden , trieb das Protein einfach ab.

Die Herausforderung wurde dann herausfinden, wie das Protein immer freigegeben.

"Einer der Gründe, warum die mechanischen Modells zu schieben das Protein in Form ohne Loslassen vorgeschlagen worden war, weil es keine offensichtliche Möglichkeit für diese Chaperonin gehen des Proteins zu lassen ", sagte Frydman .

Wenn ein Protein wird zur Faltung von TRiC gepackt , wird er durch acht Bindungsstellen an den Wänden der Kammer gehalten . Zwischen den einzelnen Bindungsstelle ist ein winziges Schleife . Frydman Team vermutet, dass beim Schließvorgang , die Schleifen könnte irgendwie zu bewegen " abrasieren " , die das Protein und lassen Sie ihn in den Falten Kammer . Eine ihrer Schülerinnen gemacht Mutationen in der Schleife. Wenn die Forscher haben Experimente, in denen TRiC Chaperonine mit mutierten Schleifen ausgestattet waren geschlossen, blieb das Protein setzen . Er scheiterte auch zu falten .

"Das legt nahe, dass die Art und Weise dieses Chaperonin faltet seine Proteine ​​ist , indem er sie in einer geschlossenen Kammer , die ganz besondere chemische Eigenschaften hat ", sagte Frydman .

" Dieser Mechanismus der Freisetzung ist völlig anders als das, was in einem anderen Chaperon gesehen. Das war sehr , sehr überraschend. "

Der in der Zelle Papier beschriebenen experimentellen Arbeit wurde unter Verwendung einer einfacheren Version TRiC geführt , von einem einzelligen Organismus , als dies in mehrzelligen Organismen gefunden werden , wobei Frydman , weil die einfachere Version ist viel einfacher zu manipulieren sind.

"Jetzt interessiert geht zurück auf die eukaryotischen [ mehrzelligen ] -Komplex , in dem jeder Bindungsstelle in der Klappkammerist anders und jeder Release -Schleife unterscheidet sind wir ", sagte Frydman . "Ich denke, das ist wirklich eröffnet viele interessante Wege zu erkunden , wie das funktioniert in höheren Organismen . Da hilft TRiC fach vielen KrankheitsgebundenenProteine ​​und ist von zentraler Bedeutung , um Zellen aus Fehlfaltungskrankheiten wie schützen Huntington -Krankheit , Diese Arbeit haben viele therapeutische Anwendungen. "

Quelle: Stanford University