느리게 움직이는 물 껍질은 파킨슨 병 단백질을 '끈적'하게 만들 수 있습니다.

[아름이]

느리게 움직이는 물 껍질은 파킨슨 병 단백질을 '끈적'하게 만들 수 있습니다.
날짜:
2022년 11월 15일
원천:
케임브리지 대학교
요약:
새로운 연구에 따르면 신체의 모든 세포의 대부분을 구성하는 물은 파킨슨병과 관련된 단백질을 포함하여 단백질이 어떻게 접히거나 잘못 접히거나 뭉치는지에 중요한 역할을 합니다.

새로운 연구에 따르면 신체의 모든 세포의 대부분을 구성하는 물은 파킨슨병과 관련된 단백질을 포함하여 단백질이 어떻게 접히거나 잘못 접히거나 뭉치는지에 중요한 역할을 합니다.

단백질 미스폴딩 질병에 대한 잠재적 치료법을 발견하려고 시도할 때 연구자들은 주로 단백질 자체의 구조에 초점을 맞추었습니다. 그러나 케임브리지 대학이 이끄는 연구원들은 얇은 물 껍질이 단백질이 함께 뭉치기 시작하는지 또는 응집하여 결국 뇌 세포를 죽이는 독성 클러스터를 형성하는지 여부의 핵심임을 보여주었습니다.

테라헤르츠 분광법으로 알려진 기술을 사용하여 연구원들은 단백질을 둘러싼 수성 껍질의 움직임이 단백질 응집 여부를 결정할 수 있음을 보여주었습니다. 껍질이 느리게 움직이면 단백질이 뭉치기 쉽고 껍질이 빨리 움직이면 단백질이 덜 뭉친다. 쉘의 이동 속도는 새로운 약물 후보를 테스트하는 데 사용되는 완충액에 일반적으로 사용되는 염 분자와 같은 특정 이온의 존재 하에서 변경됩니다.

단백질의 폴딩 및 기능에서 수화 또는 용매화 껍질로 알려진 물 껍질의 중요성은 과거에 강하게 논쟁되었습니다. 용매화 껍질이 단백질의 잘못된 접힘과 응집에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타난 것은 이번이 처음이며, 이는 치료법을 찾는 데 심오한 영향을 미칠 수 있습니다. 결과는 저널 Angewandte Chemie International 에 보고되었습니다 .

파킨슨병 및 알츠하이머병과 같은 단백질 잘못 접힘 질병에 대한 잠재적 치료법을 개발할 때 연구자들은 핵심 단백질의 응집을 방지할 수 있는 화합물을 연구해 왔습니다. 파킨슨병용 알파-시누클레인 또는 알츠하이머병용 아밀로이드-베타. 그러나 현재까지 전 세계적으로 수백만 명에게 영향을 미치는 두 가지 상태에 대한 효과적인 치료법이 없습니다.

"단백질의 최종 구조를 결정하는 것은 아미노산이지만 응집에 관해서는 지금까지 단백질 외부에 있는 용매화 껍질의 역할이 간과되어 왔습니다." 연구를 주도한 케임브리지의 화학 공학 및 생명 공학과. "우리는 이 물 껍질이 단백질 행동에 어떤 역할을 하는지 알고 싶었습니다. 한동안 현장에서 문제가 되었지만 아무도 그것을 증명할 수 없었습니다."

용매화 껍질은 윤활유처럼 작용하면서 단백질 표면에서 미끄러집니다. 이 논문의 제1 저자인 Amberley Stephens 박사는 "단백질의 용매화 껍질에서 물 분자의 움직임이 더 느리다면 단백질 자체의 움직임도 느려질 수 있는지 궁금했다"고 말했다.

단백질 응집에서 용매화 껍질의 역할을 테스트하기 위해 연구자들은 파킨슨병과 관련된 주요 단백질인 알파-시누클레인을 사용했습니다. 그들은 물 분자의 거동을 연구하는 강력한 기술인 테라하츠 분광법을 사용하여 알파-시누클레인 단백질을 둘러싸고 있는 물 분자의 움직임을 관찰할 수 있었습니다.

그런 다음 그들은 용액에 두 가지 다른 염을 단백질에 첨가했습니다. 염화나트륨(NaCl) 또는 일반 식염과 요오드화 세슘(CsI)입니다. 염화나트륨의 이온(Na+ 및 Cl-)은 물의 수소 및 산소 이온과 강하게 결합하는 반면 요오드화 세슘의 이온은 훨씬 약한 결합을 만듭니다.

연구진은 염화나트륨을 첨가했을 때 강한 수소 결합으로 인해 용매화 껍질에서 물 분자의 움직임이 느려지는 것을 발견했습니다. 이로 인해 알파-시누클레인의 이동이 느려지고 응집 속도가 증가했습니다. 반대로 요오드화세슘을 첨가하면 물 분자의 속도가 빨라지고 응집 속도가 감소한다.

Kaminski Schierle은 "본질적으로 물 껍질이 느려지면 단백질이 서로 상호 작용할 시간이 더 많아지기 때문에 더 잘 모일 수 있습니다."라고 말했습니다. "그리고 반대로 용매화 껍질이 더 빨리 움직일 때 단백질을 잡기가 더 어려워지기 때문에 응집될 가능성이 적습니다."

"연구원들이 파킨슨병에 대한 응집 억제제를 스크리닝할 때 일반적으로 완충액 조성물을 사용하지만 완충액이 단백질 자체와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 생각은 거의 없었습니다."라고 Stephens는 말했습니다. "우리의 결과는 뇌에 있는 조건을 모방하고 궁극적으로 작동하는 억제제로 끝나기 위해 세포 내부 용매의 구성을 이해할 필요가 있음을 보여줍니다."

Kaminski Schierle는 "전체 그림을 보는 것이 매우 중요하지만 그런 일은 일어나지 않았습니다."라고 말했습니다. "약물 후보가 환자에게 효과가 있는지 여부를 효과적으로 테스트하려면 세포 조건을 모방해야 합니다. 즉, 염분 및 pH 수준과 같은 모든 것을 고려해야 합니다. 전체 세포 환경을 살펴보는 데 실패하여 이것이 우리가 아직 파킨슨병에 대한 효과적인 치료법을 얻지 못한 이유일 수 있습니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/