Химики из Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН, используя компьютерное моделирование, обнаружили, что избыточное количество цинка замедляет развитие болезни Альцгеймера. Результаты исследования, которое поможет разработать новые способы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями на ранних стадиях, описаны в статье, опубликованной в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Нейродегенеративные заболевания, в т.ч. болезнь Альцгеймера, на данный момент не поддаются лечению. Для того чтобы разработать лекарственные препараты, важно понимать причины их развития. На молекулярном уровне развитие болезни Альцгеймера вызывают амилоиды — неправильно свернутые белки. Они повреждают клетку, в которой образуются, и «портят» другие белки, запуская процесс, приводящий к появлению амилоидных бляшек. Такие бляшки закупоривают сосуды мозга и становятся одной из причин гибели нейронов.
Исследования структуры амилоидов показали, что в них содержатся ионы двухвалентных металлов, в частности, цинка. Они помогают создавать связи между отдельными молекулами неправильно свернутых белков, что ускоряет образование нейротоксичных агрегатов. Российские ученые создали компьютерную модель, которая воспроизводит взаимодействие ионов цинка с молекулами амилоидов, и выяснили, что этот металл играет не ту роль, что считалось ранее.
Ученые смоделировали три случая: отсутствие металла, его избыток и равное количество ионов цинка и молекул амилоидов. Оказалось, что в отсутствие цинка нейротоксичные агрегаты образовывались очень быстро, а при его избытке реакция практически прекращалась. Это происходило потому, что цинк присоединялся ко всем особым участкам амилоидов, которые могли бы связаться с соседними белковыми молекулами в процессе образования агрегатов. Дело в том, что ион может взаимодействовать с центрами нескольких белков сразу, но если цинка слишком много, он займет все доступные места, молекулам не придется делить один ион и связь между ними не образуется. Так ионы металла разрывали цепочку патологичных взаимодействий.
Исследование показало, что роль цинка в развитии болезни Альцгеймера неоднозначна. В будущем ученые планируют проанализировать роль других металлов, входящих в состав амилоидов, в процессе образования нейротоксичных агрегатов.
