淀粉样蛋白的交叉聚集及相关抑制研究

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最近的研究发现,阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)患者脑中存在的截短淀粉样β蛋白(amyloid-β,Aβ)可与全长Aβ肽发生交叉聚集,被认为是AD病因学的重要参与者。然而目前现有Aβ抑制剂对截短Aβ肽、不同亚型Aβ肽及其形成的异质聚集体的抑制作用的研究还很缺乏。因此,本文首先研究了一种小分子抑制剂——表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-Epigallocatechin gallate,EGCG)对N末端截短肽Aβ11-40与Aβ40交叉聚集的影响。研究发现,Aβ11-40单体可以剂量依赖的方式降低其与Aβ40混合物聚集体的β-折叠结构含量,改变Aβ40原有的聚集路径;EGCG可通过影响溶液和固体表面上Aβ的延伸和二次成核微观过程,缩短Aβ40的聚集延滞期,延长Aβ11-40的聚集延滞期;同时使固体表面上种子(尤其是同源种子)诱导的Aβ聚集体的结构更为紧密;分析认为EGCG与Aβ的疏水性相互作用是其改变这两种Aβ亚型聚集情况的重要驱动力。上述研究结果为未来针对不同淀粉样蛋白交叉聚集的抑制剂的设计和开发提供一定的理论指导。另外,近年研究发现,肠道菌群与AD之间存在一定关联,肠道菌群产生的细菌淀粉样蛋白与致病淀粉样蛋白的相互作用可能是AD的一种致病原因。其中,金黄色葡萄球菌产生的酚溶性调节蛋白(phenol-soluble modulins,PSM)如:具有α-折叠结构的PSMα3肽和具有β-折叠结构的PSMα1肽,是非常值得关注的细菌功能淀粉样蛋白。因此本文研究了PSMα3和PSMα1对Aβ40聚集的影响。结果发现,对于具有α-折叠结构的PSMα3,在其单体与Aβ40单体混合物的聚集中,浓度较高的肽会决定淀粉样蛋白的聚集路径;且PSMα3单体可以抑制Aβ40的β-折叠结构形成,并将其纤维结构转化为颗粒状聚集体结构;但PSMα3种子却能够促进Aβ40的二次成核过程,这表明二级结构不同的淀粉样蛋白之间可以发生交叉成核相互作用。对于具有β-折叠结构的PSMα1,虽然其单体可改变Aβ40的结构,抑制其聚集,但是高浓度的PSMα1反而会减弱对Aβ40聚集的抑制效果。上述结果表明,两种结构不同的细菌功能淀粉样蛋白与Aβ的相互作用存在一定差别,因此需要更加深入的研究,以进一步揭示肠道菌群与AD的关联。
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