Исследователи-микробиологи из Университета Джорджии, изучающие почвенную бактерию, определили потенциальный механизм нейродегенеративных заболеваний.
Роль белка HSD10 подозревалась у пациентов с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона, но прямой связи ранее не было установлено. Этот новый прорыв предполагает, что HSD10 снижает окислительный стресс, способствует восстановлению клеток и предотвращает их гибель.
Авторы впервые обнаружили, что фермент, связанный с HSD10, CsgA, вырабатывает энергию во время споруляции у бактерии Myxococcus xanthus. Споры позволяют клеткам выживать в условиях ограничения питательных веществ, и их можно рассматривать как бактериальную версию семян растений. Было обнаружено, что CsgA расщепляет фосфолипидный кардиолипин на фрагменты, которые использовались в качестве источников энергии во время споруляции, почти так же, как люди производят и сжигают жир. Хотя кардиолипин обычно является компонентом липидного слоя, окружающего клетки, он становится незаменимым, поскольку клетки сжимаются и превращаются в споры.
Исследование было опубликовано сент. 3 в раннем онлайн-издании Genes & Разработка.
У людей этот механизм деградации кардиолипина, по-видимому, используется для другой цели. Кардиолипин также содержится в митохондриях, где он окружает и защищает механизмы производства энергии от окислительного стресса.
HSD10 – это универсальный белок со многими известными функциями, но его роль в окислительном стрессе остается загадкой. Авторы показали, что HSD10 преимущественно разрушает высокотоксичные пероксиды кардиолипина, свободные радикалы, образующиеся во время окислительного стресса, который обычно инициирует апоптоз или гибель клеток.
Активность HSD10 сильно подавляется при связывании с бета-амилоидным пептидом, столь распространенным при болезни Альцгеймера.
"Обычно апоптоз способствует регулированию многоклеточных систем," сказал ведущий автор исследования Тай Бойнтон, научный сотрудник Франклинского колледжа искусств и наук. "Но с безудержным окислительным стрессом, ведущим к неконтролируемой гибели клеток, вы в конечном итоге заболеете такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. HSD10 потенциально предотвращает это, удаляя поврежденные липиды до того, как они начнут действовать."
Когда кардиолипин повреждается в результате окислительного стресса, вновь образованные пероксиды кардиолипина вызывают апоптоз вместо выработки энергии. Исследовательская группа UGA, возглавляемая профессором микробиологии Лоуренсом Шимкетсом, впервые показала, что HSD10 может смягчать окислительное повреждение.
"Это исследование показывает, что HSD10 предотвращает нейродегенерацию, разрушая пероксиды кардиолипина, и дает свежий взгляд на этиологию болезни Альцгеймера, который может помочь в разработке новых лекарственных стратегий," Шимкетс сказал.