Более 30 лет ученые пытались разгадать тайну того, как ключевая биологическая молекула самостоятельно собирается в мошенническое белковоподобное вещество, известное как амилоид, которое, как считается, играет роль в развитии диабета 2-го типа. заболевание, от которого страдают 300 миллионов человек во всем мире.
Группа ученых из Университета Лидса впервые смогла определить пошаговые изменения, происходящие в молекуле, известной как человеческий островковый амилоидный полипептид, или hIAPP, когда она превращается в амилоид.
Они также обнаружили новые соединения, способные ускорить или замедлить этот процесс.
У здоровых людей hIAPP секретируется островками поджелудочной железы вместе с гормоном инсулином и помогает регулировать уровень глюкозы в крови и количество пищи в желудке. Когда hIAPP дает сбой, он образует скопления белковоподобного вещества, называемого амилоидными фибриллами, которые убивают инсулин-продуцирующие островки в поджелудочной железе.
Накопление амилоидных фибрилл наблюдается у людей с диабетом 2 типа, хотя точный механизм того, как это вызывает заболевание, неизвестен.
Результаты исследования «Настройка скорости агрегации hIAPP в амилоид с использованием низкомолекулярных модуляторов сборки» были опубликованы 24 февраля 2022 года в журнале Nature Communications .
В документе не только описываются сложные молекулярные изменения, наблюдаемые в молекулах hIAPP при их трансформации в амилоидные фибриллы, но ученые также объявляют об открытии двух соединений, описанных как молекулярные модуляторы, которые могут контролировать процесс: одно из соединений замедляет его, другой ускоряет его.
Эти молекулярные модуляторы могут быть использованы в качестве «химических инструментов», чтобы помочь ученым исследовать, как растут амилоидные фибриллы и как и почему они становятся токсичными.
Примечательно, что они предлагают «отправные точки» для разработки лекарств, которые могли бы останавливать или контролировать образование амилоидных фибрилл, и помогают в срочном поиске способов лечения диабета 2 типа.
Шина Рэдфорд, профессор-исследователь Королевского общества и профессор биофизики в Центре структурной молекулярной биологии Эстбери в Лидсе, которая руководила исследованием, сказала: «Это захватывающий и огромный шаг вперед в нашем стремлении понять и лечить амилоидные заболевания и решать серьезная проблема со здоровьем, которая растет с угрожающей скоростью.
«Обнаруженные нами соединения являются первым и важным шагом к вмешательству малых молекул в болезнь, которая на протяжении поколений обманывала ученых».
Исследовательская группа изучила hIAPP, обычно встречающийся в популяции, и редкий вариант, обнаруживаемый у людей с генетической мутацией, известной как S20G, которая подвергает их большему риску развития диабета 2 типа.
Образование амилоидных фибрилл связано с заболеванием
Понимание образования амилоидных фибрилл является ключевой областью исследований в области здравоохранения. Считается, что образование фибрилл является фактором ряда ограничивающих жизнь заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, а также диабет 2 типа.
Профессор Рэдфорд добавил: «Результаты также чрезвычайно интересны, поскольку они открывают дверь для использования того же типа подходов к пониманию других амилоидных заболеваний, подавляющее большинство которых в настоящее время не лечится».