Цинк играет неоднозначную роль в развитии болезни Альцгеймера
Ученые, используя компьютерное моделирование обнаружили, что избыточное количество цинка замедляет развитие болезни Альцгеймера. Этот металл включается в состав скоплений нейротоксичных белков, которые образуются в мозге во время заболевания, поэтому ранее считалось, что он только способствует их появлению. Открытие поможет в разработке совершенно новых способов борьбы с нейродегенеративными заболеваниями.
Химики из Московского Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта (ИМБ РАН) создали компьютерную модель, воспроизводящую взаимодействие ионов цинка с молекулами амилоидов, и выяснили, что роль этого металла не так очевидна, как полагали ранее. Было смоделировано три случая:
- количество ионов цинка не превышает число молекул амилоидов,
- металл имеется в избытке,
- цинк совсем отсутствует.
В ходе работы оказалось, что, если цинка было в несколько раз меньше, чем молекул амилоидов, нейротоксичные агрегаты образовывались очень быстро. Когда ионы металла присутствовали в избытке, реакция практически полностью прекращалась. Это происходило благодаря тому, что цинк присоединялся ко всем особым участкам амилоидов (координационным центрам), которые могли бы связаться с соседними белковыми молекулами в процессе образования агрегатов.
Принцип заключается в том, что ион может взаимодействовать с центрами нескольких белков сразу, служа мостиком между ними. Однако если цинка слишком много, он займет все доступные «посадочные места», молекулам не придется делить один ион, а значит, связи между ними тоже не образуется. Таким образом, ионы металла разрывали цепочку патологичных взаимодействий.
«Наша работа показала, что роль цинка в развитии болезни Альцгеймера противоречива. Исследование поможет в будущем разработать лекарства нового типа для борьбы с ней. В дальнейшем мы планируем изучить роль других металлов, входящих в состав амилоидов, в процессе образования нейротоксичных агрегатов», — рассказывает Алексей Аджубей, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИМБ РАН.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.