作者金·克里格,康涅狄格大学 显示SS-31的图表,SS-31是一种肽或短氨基酸链,容易渗透到人体细胞中
SS-31被线粒体覆盖,紧贴内壁,保护脂肪分子心磷脂(绿色)免受强正电荷离子如钙的伤害
学分:康涅狄格大学 亨廷顿氏病
帕金森氏症
肌营养不良症
卢·格里克的
这些疾病有一个共同的原因,那就是毁灭性地剥夺了患者的精力、肌肉控制能力,而对于亨廷顿氏症患者来说,则剥夺了他们的理智
但是现在,一组来自康涅狄格大学的研究人员描述了一种可能的疗法是如何起作用的
所有这些可怕疾病的共同点是线粒体功能失调
线粒体是人体的微型发电厂
我们细胞内这些微小的杆状结构吸收氧气和营养,并释放出身体的燃料——三磷酸腺苷(三磷酸腺苷对于细胞就像汽油对于汽车一样
)当线粒体工作不太好时,功能障碍会导致奇怪而可怕的症状,这些症状在需要大量能量的身体部位尤其令人痛苦:特别是肌肉、大脑和神经组织
线粒体疾病往往会随着年龄的增长而恶化
科学家猜测线粒体和我们身体的其他部分一样老化
随着时间的推移获得的损害可能会导致线粒体疾病,但他们不完全确定发生了什么或如何阻止它
“它们是阴险的疾病,因为它们剥夺了你细胞的能量
它们很难诊断,症状也多种多样,”康涅狄格大学分子和细胞生物学系的分子生物物理学家内森·奥尔德说
奥尔德和其他来自康涅狄格大学、德克萨斯大学和亚历山大实验室的研究人员正在研究一组似乎能保护甚至修复线粒体损伤的化合物
研究人员在即将出版的《生物化学杂志》上描述了这种被称为β肽的化合物,以及它们治愈线粒体的一种潜在方法
SS肽由氨基酸组成,氨基酸是蛋白质的组成部分,但是每个SS肽只有四个氨基酸长
它们都有相同的基本方案:两个带正电荷的氨基酸与两个芳香氨基酸交替(“芳香”是一个化学术语,意思是它们有类似于苯的环状结构)
康奈尔大学的黑兹尔·司徒(Hazel Szeto)先前的研究表明,SS肽可以进入身体的任何细胞,线粒体像海绵一样吸收它们。他首次描述了SS肽,并担任这项研究的合著者
阿尔德和他的同事们想弄清楚肽进入体内后在做什么
从计算机建模到在实验室研究线粒体,他们开始观察肽的效果
看起来它们可以通过调节细胞膜的电特性来改变和修复线粒体
线粒体膜是错综复杂的双层脂肪分子,称为脂质,围绕着从膜本身伸出的蛋白质。
膜的外层与细胞的其余部分“对话”,感知环境并来回传递ATP和其他分子
错综复杂的膜内层容纳着三磷酸腺苷工厂
富含内膜的一种特殊脂质,心磷脂,对β肽有很强的亲和力
线粒体倾向于积累带正电荷的东西,如钙离子——线粒体实际上是细胞钙的储存中心
然而,随着时间的推移,钙超载会导致线粒体含心磷脂的膜受损,撕裂膜并造成永久性损伤
奥尔德和他的同事发现,β肽可以防止这种情况发生
肽带正电,但比钙温和;它们依偎在线粒体膜上,保护线粒体免受更小、更具破坏性的钙离子的侵害
“这可能不是SS肽的唯一作用
但这是一个有趣的问题,”阿尔德说
研究人员希望更多地了解这些肽是如何与线粒体相互作用的,以及为什么它们对如此多的线粒体疾病具有如此广泛的疗效
该团队目前正在使用康涅狄格大学的核磁共振设备获取β肽结构特征的详细图片,以及这些肽如何改变或维持线粒体膜的形状
“我们知道它们有效
我们想知道它们是如何工作的
奥尔德说:“通过了解作用机制,我们可以设计出更有效的肽类似物,并可能对它们进行调整,以治疗特定的线粒体疾病。”
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