Protein-verknüpften Zucker sind entscheidend für die Aufnahme von Proteinen verbunden mit der Parkinson-Krankheit

Protein-verknüpften Zucker sind entscheidend für die Aufnahme von Proteinen verbunden mit der Parkinson-Krankheit

Die Parkinson-Krankheit, eine neurodegenerative Erkrankung, wirkt sich auf mehr als 6 Millionen Menschen weltweit, ist verursacht durch die Ansammlung von alpha-synuclein-Proteine im Gehirn. Die biologische Funktion von alpha-synuclein ist noch nicht gut verstanden, aber wegen seiner Rolle in neurodegenerativen Erkrankungen, Forscher untersuchen aktiv dieses proteins zu verstehen, die Mechanismen der Erkrankung und neue therapeutische Strategien.

Eine neue Studie von Rhoades und Elizabeth postdoc Melissa Birol gefunden, dass, wenn alpha-synuclein bindet an extrazelluläre Glykoproteine, Proteine mit Zusatz von Zucker-Moleküle, es kann aufgenommen werden, indem die Neuronen leichter. Das Papier stellte auch den spezifischen präsynaptischen protein neurexin 1?, als ein wichtiger regulator in diesem Prozess und eine potentielle therapeutische Ziel. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift PLOS Biology.

In einem möglichen Modell für die Pathologie der Parkinson-Krankheit, Bündel von alpha-synuclein-Proteine, als Aggregate bezeichnet, bilden im inneren einer Nervenzelle. Dies führt dann zum Zelltod und Freisetzung von alpha-synuclein protein-Cluster, die aufgenommen werden, die von anderen Neuronen. Da neurodegenerative Krankheiten haben typische progression Muster, zu wissen, wie alpha-synuclein bewegt sich zwischen den Neuronen im Gehirn hilft den Forschern zu verstehen, Krankheit, Fortpflanzung.

Frühere arbeiten aus den Rhoades lab impliziert das Vorhandensein einer glycan-Bindungsstelle von alpha-synuclein. Diese Erkenntnis, kombiniert mit Birol-Erfahrung in der Analyse von protein-Membran-Interaktionen, führte zu dieser Studie, wie alpha-synuclein interagiert mit Membranen der Zelle.

Birol konnte enzymatisch entfernen bestimmter Glykane aus der Zelle Oberfläche, um zu sehen, wie Ihre Anwesenheit oder Abwesenheit, das würde sich ändern, wie alpha-synuclein wurde aufgegriffen von Neuronen. Die Studie fand, dass, wenn Glykane wurden entfernt, die Menge von alpha-synuklein-Cluster aufgenommen durch die Zellen war stark reduziert.

Und durch die Analyse von riesigen plasma-Membran-Vesikel, synthetische Membranen abgeleitet von Komponenten des realen Zellen, die den gleichen protein-und lipid-Zusammensetzung, Birol war auch in der Lage, um zu sehen, die detaillierten physikalischen Interaktionen zwischen alpha-synuclein und Glykane. „Es gibt eine strukturelle basis für die alpha-synuclein binden an das glycan, und wenn die Glykane werden entfernt, es ändert sich die Art der Interaktion von alpha-synuclein mit der Zellmembran“, erklärt Rhoades.

Diese Forschung konzentriert sich auf die acetylierte form von alpha-synuclein-Proteine, die vorhanden ist, sowohl bei gesunden und erkrankten Nervenzellen und ist weniger Häufig untersucht. Sie fanden heraus, dass die acetylierte form war mehr effektiv bei der Bildung von Clustern von Proteinen in Neuronen und war erforderlich, um Wechselwirkungen mit Glykane. „Niemand ist wirklich betont die Bedeutung dieser acetylierte Varianten“, sagt Birol. „Allgemein müssen wir einen Schritt zurück in dem Versuch zu verstehen, wie dieses protein möglicherweise Vermehrung zwischen den Zellen, und ich denke, dass Glykane werden könnte, ein Aspekt.“

Rhoades und Birol sagen, dass die meisten unerwartete Entdeckung war die Entdeckung des neurexin 1? als potentieller partner, wie alpha-synuclein wird durch Neuronen. Sie hoffen, dass zukünftige Forschung auf dieses präsynaptischen proteins könnte Einblicke in neue Therapiestrategien für Morbus Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen.

In der Nähe von Begriff, Rhoades und Ihre Gruppe erhoffen sich die höhere Auflösung von strukturellen Informationen der alpha-synuclein-Proteine gebundenen Glykane. Sie hoffen auch, dass diese Studie dazu anregen wird, die zukünftige Forschung auf alpha-synuclein-Acetylierung und die Rolle der Glykane in der progression der Erkrankung und den Anstoß zu betrachten, die zuvor unstudied protein-Modifikationen, die möglicherweise eine Verbindung mit der Parkinson-Krankheit.

„Einige Zellen spontan verinnerlichen diese [alpha-synuclein] Proteine und manche nicht. Es wurde allgemein davon ausgegangen, dass es alpha-synuclein-spezifische Rezeptoren auf den Zellen, die zu verinnerlichen Aggregate. Kann oder kann nicht wahr sein, aber [unserer Studie] deutet darauf hin, dass es nicht nur die protein-Rezeptoren, sondern die Glykane, die sind auch wichtig“, sagt Rhoades.

Diese Forschung wurde unterstützt von der Michael-J.-Fox-Stiftung für Parkinson-Forschung.