科学家从纳米酶角度揭示阿尔茨海默症发病新机制

 

9月19日，中国科学院生物物理研究所研究员高利增等在国际期刊《自然—通讯》（Nature Communications）发表论文，发现组氨酸调控蛋白多肽淀粉样组装并赋予其纳米酶活性，该研究有望为神经退行性疾病的发病机制提供新的见解。

生物大分子自组装成超分子结构后会产生重要功能，这与生命系统中的生理或病理状态息息相关。蛋白质和多肽组装成淀粉样纤维的行为已被认为与神经退行性疾病密切联系。其中，对Aβ1-42组装的研究有助于我们理解阿尔茨海默症（AD）的发病机制，为诊断和干预提供潜在的靶点，但这一机制的基本作用和意义尚未完全阐明。

为更好地揭示Aβ1-42的聚集发生过程，研究人员关注到Aβ1-42的组装核心基序19，20号位苯丙氨酸FF。随后，研究人员证明了组氨酸（His）在Fmoc-F-F二肽的组装中起着关键作用，并赋予其类过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性，从而为Aβ1-42催化和AD发病机制之间提供了联系。此外，该项目证明了氨基酸，特别是His的存在，可以将Fmoc-F-F从纳米棒转变成纤维丝。

在此基础上，研究人员进一步发现Aβ1-42纤维丝的聚集同样与His残基密切相关，并且同样具有类过氧化物酶活性，引发ROS造成神经细胞损伤，推测其有可能作为一种天然纳米酶在AD发生发展过程中扮演着重要作用。因此，His残基有可能作为控制AD中Aβ1-42沉积和降低神经毒性的靶点。该研究不仅为天然纳米酶的发现提供了新的证据，还可能帮助人们进一步理解蛋白质聚集体在相关疾病中的作用与功能。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金创新群体和重点等项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41591-1