Patienter med Alzheimers sjukdom förlorar upp till 60% av en komponent som kallas plasmalogen från cellmembranen i hjärnan, men det är fortfarande inte känt hur eller varför. I ett papper som ska publiceras i 1 juni -numret av Journal of Biological Chemistry , forskare vid Washington University i St. Louis tillhandahåller den första rapporten om ett enzym som bryter ner plasmalogener, ett genombrott för att förstå de molekylära processerna som uppstår under Alzheimers och andra sjukdomar.

Plasmalogener är särskilt rikliga i hjärtat och hjärnan, där de är involverade i att strukturera cellmembran och förmedla signaler. Plasmalogener är fosfolipider som definieras av en särskild kemisk bindning, kallas en vinyl-eterbindning. På grund av de tekniska svårigheterna att studera plasmalogener, dock, många aspekter av deras biologi är okända, inklusive hur vinyl-eterbindningen bryts för att bryta ner plasmalogener i celler.

"Dessa molekyler, plasmalogener, har sopats under mattan för att ingen tycker om att tänka på dem, "sade Richard Gross, professorn vid Washington University som övervakade den nya studien. "(De) är svåra att arbeta med. De är mottagliga för ljus, de är stabila i endast vissa lösningsmedel, de har en begränsad livslängd efter att de har syntetiserats om inte extrema försiktighetsåtgärder vidtas, och de är dyra att göra och syntetisera. "

I den nya studien, Gross team utförde noggranna experiment för att hitta den svårfångade mekanismen genom vilken plasmalogener bryts ned enzymatiskt. Cytokrom c finns vanligtvis i mitokondrier där det underlättar elektrontransport, men det släpps ut i cellen under stressiga förhållanden. Gross team visade att cytokrom c som frigörs från mitokondrier kan katalysera nedbrytningen av plasmalogener i cellen. Ytterligare, produkterna från denna reaktion är två olika lipidsignalerande molekyler som tidigare inte var kända för att härröra från plasmalogennedbrytning.

"Det var en sak som förvånade oss, "Gross sa om signalprodukterna." Det andra som förvånade oss var den lätthet (som bindningen bryts med) ... Implikationen är att det förmodligen finns mycket plasmalogen (nedbrytning) som pågår under oxidativa förhållanden stress. "Resultaten ansluter till en annan observation om hjärncellerna hos patienter med Alzheimers sjukdom, vilket är att de ofta har dysfunktionella mitokondrier och en resulterande frisättning av cytokrom c. Gross är nu intresserad av att fördjupa sig i hur och varför plasmalogenförlust uppstår hos Alzheimers patienter, särskilt de som utvecklar sjukdomen i ålderdom, inte på grund av familjemutationer. Grova spekulationer om att när människor åldras, ackumuleringen av reaktiva syrearter leder till cytokrom c -frisättning, aktivering av dess peroxidasaktivitet och plasmalogennedbrytning i många membran.

Resultaten har också konsekvenser för att förstå störningar i hjärtat och andra plasmalogenrika vävnader, integrera studier av mitokondrier, cellmembran och cellsignalering under stressiga förhållanden.

"Det här är som ett kvanthopp in i framtiden, "Sa Gross.