Особую значимость имеет замена аминокислоты гистидина на глутамин или тирозин, свидетельствующий о возможных нарушениях в деятельности ферментов, ответственных за комплектование белковых структур. Подобные изменения могут оказывать влияние на работоспособность нервных клеток и способствовать развитию болезни. Полученные данные открывают перспективы для разработки новых методов терапии и углублённого понимания механизмов, провоцирующих это заболевание. Работа, поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликована в журнале Journal of Alzheimer’s Disease.
Болезнь Альцгеймера — неизлечимое расстройство, ведущее к деградации нейронов головного мозга, утрате памяти и снижению интеллектуальных способностей. Согласно данным Alzheimer’s Disease International (ADI), около 55 миллионов человек во всём мире живут с этим недугом.
До настоящего времени учёные полагали, что основная масса случаев заболевания развивается спонтанно, а наследственные формы встречаются крайне редко. Однако семейная форма болезни связана с мутациями в определённых генах, нарушающими структуру белков, кодируемых этими генами, что запускает патологические процессы. Некоторые эксперты считают, что ключевой причиной недуга является повреждение тау-белка — элемента цитоскелета нейрона, обеспечивающего транспортировку веществ внутри клетки. При чрезмерной активности особых ферментов к этому белку присоединяются фосфатные группы, что ведёт к формированию токсичных скоплений, разрушающих нейроны. Однако до сих пор было неизвестно, что вызывает этот процесс.
Специалисты Федерального исследовательского центра химической физики имени Н.Н. Семёнова РАН совместно с учёными Исследовательского центра клинической системной биологии первой дочерней больницы Университета Чжэнчжоу установили, какие именно модификации аминокислотных последовательностей свойственны людям с болезнью Альцгеймера.
Учёные провели анализ тканей головного мозга свыше 500 участников — как здоровых людей, так и пациентов с диагностированным заболеванием. Для отделения возрастных изменений от патологических процессов использовались образцы мозга молодых испытуемых.
Было установлено, что наиболее выраженные сдвиги наблюдаются в ключевых белках, отвечающих за ориентацию нейронных отростков, функционирование ионных насосов и внутреннюю сигнализацию клетки. Особенно заметно увеличение частоты замены аминокислоты гистидина на глутамин — она наблюдалась вдвое чаще среди пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению с контролем. Остальные виды замещений, напротив, больше коррелировали со старением организма.
Наибольшее количество аминокислотных замен зафиксировано в белках, задействованных в передаче сигналов между нейронами. Подобные изменения, вероятно, и становятся одной из причин нарушения когнитивных функций при болезни.
Дальнейшие шаги предполагают масштабное изучение аминокислотных вариаций при различных заболеваниях, чтобы повысить точность диагностики, ведь некоторые изменения могут быть вызваны вторичными процессами, включая воспаление. Сравнивая разные патологии, возможно выявить особенности, присущие исключительно конкретному расстройству, отметила Ирина Тарасова, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования структуры веществ Института энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе ФИЦ ХФ РАН.
