Se identifica la estructura de una materia tóxica que destruye los nervios del cerebro y causa las enfermedades de Alzheimer y Parkinson

Alzheimer La enfermedad, también llamada demencia, donde la memoria y las funciones cognitivas disminuyen gradualmente debido a la deformación y muerte de las neuronas, y la enfermedad de Parkinson que causa temblores en manos y brazos que impiden el movimiento normal son enfermedades neurodegenerativas importantes. Recientemente, un equipo de investigación de POSTECH ha identificado la estructura del agente que hace que las enfermedades de Alzheimer y Parkinson se presenten juntas.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Joon Won Park y Ph.D. El candidato Eun Ji Shin del Departamento de Química de POSTECH investigó la estructura de la superficie de los heterooligómeros que se encuentran en la superposición de la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, utilizando un microscopio de fuerza atómica (AFM) para revelar su identidad estructural. Este estudio apareció como artículo de portada en el último número de Nano Letters.

Se sabe que la superposición patológica de la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson está asociada con la formación de heterooligómeros derivados de beta amiloide y alfa-sinucleína. Sin embargo, fue difícil estudiar el tratamiento debido a limitaciones técnicas en la observación de su estructura.

Mapeo cuádruple de fuerzas de heterooligómeros

Diagrama esquemático del mapeo de fuerza cuádruple de heterooligómeros derivados de beta amiloide y alfa-sinucleína. Los heterooligómeros se caracterizaron por los cuatro tipos de sondas AFM que unen un anticuerpo que reconoce cada extremo de los péptidos. Crédito: POSTECH

Para ello, los investigadores utilizaron el AFM para observar la característica superficial de los nanoagregados heterooligoméricos derivados de la beta amiloide, conocida como biomarcador de la enfermedad de Alzheimer, y la alfa-sinucleína, conocida como biomarcador de la enfermedad de Parkinson, en el nivel de molécula única.

Nano Letters Mayo 2021

Portada de Nano Letters. Crédito: POSTECH

Cuando el equipo de investigación investigó con cuatro puntas de AFM inmovilizadas con anticuerpos que reconocen el extremo N o el extremo C de cada péptido, se confirmó que todos los agregados eran heterooligómeros. Además, en el caso del heterooligómero, se confirmó que la probabilidad de reconocer el extremo del péptido es mayor que la del homooligómero.[1]

Este resultado indica que el extremo de cada péptido tiene una mayor tendencia a ubicarse en la superficie de los heterooligómeros que en los homooligómeros, o que los extremos de los péptidos ubicados en la superficie tienen más grados de libertad. Es decir, se puede confirmar que la agregación entre péptidos está empaquetada más libremente en el heterooligómero que en el homooligómero.

Este estudio es el primer estudio que observa la estructura de nanoagregados desordenados de proteínas, que nunca antes se había identificado, utilizando el mapeo cuádruple con cuatro puntas AFM. Sirve como base experimental para verificar la hipótesis de agregación de heterooligómeros. También se puede utilizar en estudios relacionados con los fenómenos superpuestos de diversas enfermedades neurodegenerativas distintas del Alzheimer y el Parkinson.

“Hasta ahora, no existía un método adecuado para analizar los nanoagregados, lo que hacía imposible dilucidar la identidad estructural de los agregados heterogéneos”, explicó el profesor Joon Won Park. “Dado que el método de análisis desarrollado en este estudio es aplicable a otros agregados de proteínas amiloides, ayudará a identificar la causa de enfermedades como el Alzheimer o la enfermedad de las vacas locas”.

Notas

  1. Agregado proteico derivado de un solo péptido (amiloide-beta o alfa-sinucleína).

Referencia: “Nanoagregados derivados de beta amiloide y alfa-sinucleína caracterizados por mapeo secuencial de fuerzas cuádruples” por Eun Ji Shin y Joon Won Park, 12 de abril de 2021, Nano letras.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.1c00058

Este estudio se realizó con el apoyo del Programa de Investigadores de mitad de carrera y el Doctorado Global. Programa de becas de la Fundación Nacional de Investigación de Corea.


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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