破坏大脑神经的有毒物质结构

研究人员通过四力图揭示了一种异寡聚物纳米聚集体的结构——一种导致帕金森病和痴呆症的物质。

　　

阿尔茨海默氏症（Alzheimer's disease）又称痴呆症，由于神经元的变形和死亡，记忆和认知功能逐渐衰退；帕金森氏症（Parkinson's disease）导致手和手臂颤抖，妨碍正常运动，是主要的神经退行性疾病。最近，POSTECH的一个研究小组发现了导致阿尔茨海默氏症和帕金森氏症同时发生的药物的结构。POSTECH化学系的候选人Eun Ji Shin利用原子力显微镜（AFM）研究了在阿尔茨海默病和帕金森病重叠部位发现的异寡聚体的表面结构，以揭示它们的结构特征。这项研究作为最新一期《纳米快报》的封面论文发表。众所周知，阿尔茨海默病和帕金森病的病理重叠与β淀粉样蛋白和α-突触核蛋白异源寡聚体的形成有关。然而，由于在观察其结构方面的技术限制，很难对其进行研究。

为此，研究人员利用原子力显微镜观察了由淀粉样β（Alzheimer's disease的生物标记物）和α-突触核蛋白（alpha-synuclein）衍生的异质寡聚物纳米聚集体的表面特征，在单分子水平上被称为帕金森病的生物标记物。

当研究小组用4个固定有识别每个肽的N末端或C末端的抗体的AFM探针进行研究时，证实所有聚集物都是异寡聚物。另外，在异寡聚体的情况下，确认识别肽末端的概率高于识别同源寡聚体的概率。

这一结果表明，每个肽的末端比同源寡聚体更倾向于位于异寡聚体的表面，或者位于表面的肽的末端有更多的自由度。也就是说，可以证实多肽之间的聚集在异源寡聚体中比在同源寡聚体中更松散。

这项研究是第一次使用四个AFM探针的四重映射来观察蛋白质无序纳米聚集体的结构，这是以前从未被鉴定过的。为进一步验证异源寡聚物聚集假说提供了实验依据。它还可以用于研究除阿尔茨海默氏症和帕金森氏症以外的各种神经退行性疾病的重叠现象。

“到目前为止，还没有足够的方法来分析纳米聚集体，因此无法阐明异质聚集体的结构同一性，”Joon Won Park教授解释道由于本研究开发的分析方法适用于其他淀粉样蛋白聚集体，将有助于确定阿尔茨海默氏症或疯牛病等疾病的病因。”

Journal Reference:

1. Eun Ji Shin, Joon Won Park. Nanoaggregates Derived from Amyloid-beta and Alpha-synuclein Characterized by Sequential Quadruple Force Mapping. Nano Letters, 2021; 21 (9): 3789 DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00058