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帕金森病(Parkinsons disease,PD)是一种神经退行性疾病,常见于中老年人群。α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)的异常聚集与PD发病有密切关系。分子伴侣DJ-1(PARK7)和源自α-Syn NAC疏水区域的多肽可以抑制α-Syn的异常聚集。
利用生物信息学软件,以α-Syn的两段疏水区域(14GWAAA19、66VGGAVVTGV74)为基础,设计了6种小肽(Pn:P1-P6),并在小肽的两端融合了精氨酸富集的透膜肽。以文献所报道的抑制α-Syn聚集的小肽Pc(MGGAVVTGR)为对照,利用报告基因GFP与α-Syn形成的融合蛋白荧光强度的变化,研究小肽Pn、DJ-1协同Pn抑制α-Syn(A53T,WT,S129A)的异常聚集。研究结果如下:
1.小肽Pn可以抑制α-Syn(A53T,WT,S129A)的异常聚集。与对照Pc相比,小肽P4(M(R)7KLMRVGGAVVR)抑制α-Syn(A53T)聚集的效果提高了51%,小肽P3(M(R)7KLMRVGGAVVTGR)抑制α-Syn(WT)聚集的效果提高了117%,小肽P3(M(R)7KLMRVGGAVVTGR)抑制α-Syn(S129A)聚集的效果提高了140%。
2.DJ-1行使分子伴侣功能,可以提高小肽抑制α-Syn(S129A,A53T)聚集的能力。DJ-1与小肽P1(MRGVVAAAR)的共同作用,能显著抑制a-Syn(S129A)的异常聚集,比P1单独作用时提高了29%;对于a-Syn(A53T),在DJ-1的协同作用下,小肽P3(MRVGGAVVTGR)抑制a-Syn(A53T)聚集的效果提高了134%,小肽P4(MRVGGAVVR)提高了129%。
3.具有兼容性的双质粒表达系统可行。双质粒表达系统的成功应用,为研究蛋白质间相互作用提供了一种新的思路和方法。
寻找抑制α-Syn异常聚集的多肽,将有可能开发出防治帕金森病的新型药物,从而阻止α-Syn寡聚体及蛋白纤维的形成,缓解甚至逆转由蛋白异常聚集造成的神经损伤,对改善神经变性疾病患者的症状具有重要意义。