• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Forskare undersöker potentiell behandling för mitokondriella sjukdomar

    Ett diagram som visar SS-31, en peptid, eller kort kedja av aminosyror som lätt penetrerar kroppens celler. SS-31 svävar upp av mitokondrier och myser upp mot innerväggarna, där det skyddar fettmolekylen cardiolipin (grönt) från skador som orsakas av starka positivt laddade joner som kalcium. Kredit:University of Connecticut

    Huntington's. Parkinsons. Muskeldystrofi. Lou Gehrigs. Dessa sjukdomar delar en gemensam orsak som förödande rånar de drabbade av sin energi, muskelkontroll, och när det gäller Huntington's, deras förnuft. Men nu, en grupp forskare från UConn beskriver hur en möjlig terapi kan fungera.

    Vad alla dessa fruktansvärda sjukdomar har gemensamt är dysfunktionella mitokondrier. Mitokondrier är kroppens små kraftverk. Dessa små, stavformade strukturer i våra celler tar upp syre och näringsämnen och släpper ut ATP, kroppens bränsle (ATP är för celler vad bensin är för bilar.) När mitokondrier inte fungerar så bra, dysfunktionen kan orsaka konstiga och fruktansvärda symptom som är särskilt besvärande i delar av kroppen som kräver mycket energi:särskilt muskler, hjärnan, och nervvävnad.

    Mitokondriella sjukdomar tenderar att förvärras med åldern. Forskare har gissat att mitokondrier åldras som resten av vår kropp gör. Skador som förvärvats över tid kan bidra till mitokondriella sjukdomar, men de är inte helt säkra på vad som händer eller hur de ska stoppa det.

    "De är lömska sjukdomar eftersom de rånar dina celler från sin energi. De är så svåra att diagnostisera och symtomen kan vara så olika, "säger Nathan Alder, en molekylär biofysiker vid Institutionen för molekylär och cellbiologi vid UConn.

    Alder och andra forskare från UConn, University of Texas, och Alexandria LaunchLabs undersöker en grupp av föreningar som verkar skydda och till och med reparera skador på mitokondrier. Forskarna beskriver föreningarna, kallas SS -peptider, och ett potentiellt sätt de kan arbeta för att läka mitokondrier i ett kommande nummer av Journal of Biological Chemistry .

    SS -peptider är gjorda av aminosyror, byggstenarna för proteiner, men varje SS -peptid är bara fyra aminosyror lång. De har alla samma grundläggande plan:två aminosyror med en positiv laddning alternerande med två aromatiska aminosyror ("aromatisk" är en kemisk term som betyder att de har en ringliknande struktur som liknar bensen).

    Tidigare forskning av Hazel Szeto vid Cornell University, som först beskrev SS-peptider och fungerade som medförfattare till denna studie, visade att SS -peptider kan komma in i vilken cell som helst i kroppen, och mitokondrier suger upp dem som svampar. Alder och hans kollegor ville ta reda på vad peptiderna gjorde när de kom in där. Använda metoder som sträcker sig från datormodellering till att studera mitokondrier i labbet, de började se peptidernas effekter. Det ser ut som att de kan förändra och eventuellt reparera mitokondrier genom att ställa in de elektriska egenskaperna hos deras membran.

    Mitokondriella membran är invecklat dubbla lager av fettmolekyler som kallas lipider som omger proteiner som sticker ut ur själva membranet. Det yttre lagret av membranet "talar" till resten av cellen, avkänna förhållanden och passera ATP och andra molekyler fram och tillbaka. Det labyrintiska inre lagret av membranet rymmer ATP -fabrikerna. En av de speciella lipider som är berikade i det inre membranet, kardiolipin, har en stark affinitet för SS -peptider.

    Mitokondrier tenderar att ackumulera positivt laddade saker som kalciumjoner - mitokondrier fungerar faktiskt som lagringscentra för cellulärt kalcium. Men kalciumöverbelastning kan orsaka skador på mitokondriens kardiolipininnehållande membran över tid, riva in i membranet och orsaka permanent skada.

    SS -peptider kan förhindra att det händer, Alder och hans kollegor hittade. Peptiderna är positivt laddade men på ett skonsammare sätt än kalcium; de smyger sig mot mitokondriemembranet och skyddar det från det mindre, mer skadliga kalciumjoner.

    "Detta är förmodligen inte den enda effekten av SS -peptider. Men det är en intressant, "Säger Alder. Forskarna vill förstå mer om hur peptiderna interagerar med mitokondrierna och varför de verkar ha en så bred effekt mot så många mitokondriella störningar. Teamet använder för närvarande UConn:s kärnmagnetiska resonansanläggningar för att få detaljerade bilder av SS -peptidens strukturella egenskaper och hur peptiderna kan ändra eller bibehålla formen på mitokondriemembranen. "Vi vet att de fungerar. Vi vill veta hur de fungerar. Genom att förstå verkningsmekanismen, vi kan konstruera mer effektiva peptidanaloger och möjligen skräddarsy dem för att behandla specifika mitokondriella besvär, Säger Alder.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com