Более того, лаборатория обнаружила, что когда металлический зонд освещается, он катализирует окисление белка таким образом, который, по их мнению, может предотвратить его агрегацию в мозгу пациентов.
Исследование, проведенное на длинных амилоидных фибриллах, подкреплено компьютерным моделированием коллег из Университета Майами, которые предсказали, что фотолюминесцентный металлический комплекс будет прикрепляться к амилоидному пептиду рядом с гидрофобной (избегающей воды) щелью, которая появляется на поверхности агрегата фибрилл. Эта расщелина представляет собой новую мишень для наркотиков.
Найти это место было относительно просто, когда лаборатория химика Райса Ангела Марти использовала свои комплексы на основе рения для нацеливания на фибриллы. Комплекс переключения света светится при попадании ультрафиолетового света, но когда он связывается с фибриллами, он становится более чем в 100 раз ярче и вызывает окисление амилоидного пептида.
«Это похоже на прогулку по пляжу», — сказал Марти. "Вы можете увидеть, что кто-то был там до вас, посмотрев на следы на песке. Хотя мы не можем увидеть рениевый комплекс, мы можем найти окисление (след), которое он производит на амилоидном пептиде.
«Это окисление происходит только в непосредственной близости от места связывания», — сказал он. «Настоящая важность этого исследования заключается в том, что оно позволяет нам с высокой степенью уверенности увидеть, где молекулы могут взаимодействовать с бета-амилоидными фибриллами."
Исследование опубликовано в журнале Chem.
«Мы считаем, что эта гидрофобная щель является общим сайтом связывания (на бета-амилоиде) для молекул», — сказал Марти. "Это важно, потому что агрегация бета-амилоида была связана с началом болезни Альцгеймера.
Мы знаем, что фибриллярный нерастворимый бета-амилоид токсичен для клеточных культур. Растворимые амилоидные олигомеры, состоящие из нескольких неправильно свернутых единиц бета-амилоида, также токсичны для клеток, вероятно, даже в большей степени, чем фибриллярные.
«Есть интерес к поиску лекарств, которые подавят пагубные эффекты бета-агрегатов амилоида», — сказал он. «Но чтобы создать лекарства для них, нам сначала нужно знать, как лекарства или молекулы в целом могут связываться и взаимодействовать с этими фибриллами, а это было малоизвестно. Теперь у нас есть лучшее представление о том, что нужно молекуле для взаимодействия с этими фибриллами."
Когда амилоидные пептиды складываются должным образом, они скрывают свои гидрофобные остатки, подвергая гидрофильные (притягивающие воду) остатки воздействию воды.
Это делает белки растворимыми, — сказал Марти. Но когда бета-амилоид складывается неправильно, он оставляет два гидрофобных остатка, известные как валин 18 и фенилаланин 20, открытыми для создания гидрофобной щели.
«Это идеально, потому что тогда молекулы с гидрофобными доменами будут связываться там», — сказал Марти. "Они совместимы с этой гидрофобной щелью и связываются с фибриллами, образуя сильное взаимодействие."
Если в результате окисления фибриллы не собираются дальше в липкое вещество, обнаруженное в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера, это может быть началом полезной стратегии остановки агрегации до появления симптомов болезни.
«Это очень привлекательная система, потому что в ней используется дешевый источник света», — сказал Марти. «Если мы сможем модифицировать комплексы так, чтобы они поглощали красный свет, который прозрачен для тканей, мы могли бы проводить эти фотохимические модификации у живых животных, а, возможно, когда-нибудь и у людей."
Он сказал, что световая активация позволяет исследователям «точно контролировать» окисление.
«Мы полагаем, что когда-нибудь можно будет предотвратить симптомы болезни Альцгеймера, воздействуя на бета-амилоид так же, как мы лечим холестерин у людей сейчас, чтобы предотвратить сердечно-сосудистые заболевания», — сказал Марти. "Это было бы замечательно."