از بین بردن فعل و انفعالات بین یونهای فلزی و پپتیدها ممکن است منجر به درمانهای جدیدی برای بسیاری از بیماریها شود

12 آوریل 2020 - یونهای مس می توانند نقشی اساسی در هنگام فولدینگ پپتیدها داشته باشند و منجر به به چسبیدن و متراکم شدن مضر پپتیدها شوند.

از بین بردن فعل و انفعالات بین یون های فلزی و پپتیدها در بدن ممکن است در نهایت به بهبود درمان های دیابت، آلزایمر و سایر بیماری ها منجر شود. دانستن این تعاملات، محور تحقیقاتی بود که با همکاری محققان دانشگاه KAUST انجام شد، و نشان داد که چگونه فلزات، مانند مس می توانند بر تشکیل توده های مضر از پپتیدهایی با تاخوردگی اشتباه به نام فیبریل ها تأثیر گذارند، در حقیقت تشکیل این توده های پروتئینی به هم چسبیده و متراکم، زمینه ساز بسیاری از بیماری ها است.

پپتیدهای مضر با بیماری های عصبی مانند آلزایمر و همچنین دیابت مرتبط هستند. غلظت قند خون به طور معمول از طریق هورمونهای پپتیدی آزاد شده توسط سلولهای خاصی به نام سلولهای بتا در لوزالمعده کنترل می شود. علاوه بر انسولین، سلولهای بتای سالم، هورمون دیگری به نام آمیلین را نیز ترشح می کنند. آمیلین یک هورمون پپتیدی است که به کاهش پیک قند خون بعد از خوردن غذا با کاهش سرعت تخلیه ی معده کمک می کند. اما آمیلین مستعد تاخوردگی اشتباه و تشکیل توده های پروتئینی است، به خصوص در حضور یون های مس. تشکیل این توده های پروتئینی به سلول های بتا آسیب می زند و به ابتلای فرد به دیابت نوع 2 کمک می کند.

با این حال، یون های فلزی همچنین می توانند در برخی شرایط با تجمع پپتیدها مقابله کنند، Mariusz Jaremko ، محقق KAUST ، که با همکاری محققان دانشگاه Wroclaw لهستان رهبری این کار را بر عهده داشت، گفت: برای بررسی جزئیات بیشتر این روند، تیم ما در حال بررسی تعامل بین یون های مس (II)  و آمیلین و آنالوگ های مولکولی آن هستند، این دانش می تواند اطلاعاتی اساسی از مکانیسم های مولكولی دیابت نوع 2 در اختیار ما قرار دهد و ما را قادر سازد كه استراتژی ها و روش های جدید درمانی را در برابر این بیماری طراحی كنیم.

این گروه از محققان در آخرین کار خود، تأثیر یون های مس را بر تجمع دو آنالوگ آمیلین انسانی بررسی کردند: یک داروی تقلید کننده ی نقش آمیلین به نام pramlintide و آمیلین موشهای صحرایی.

محققان دریافتند که به دلیل تفاوت در ساختارهای پراملینتاید و آمیلین موش صحرایی، یونهای مس نمی توانند سبب تجمع پراملینتید شوند، اما آمیلین موشهای صحرایی را بصورت توده هایی به هم می چسبانند.

محققان این فرآیند را با استفاده از تکنیک های مختلف، از جمله رزونانس مغناطیسی هسته ای و روش فلورسانس "تیوفلاوین " T که برای سنجش تجمع پروتئین ها استفاده می شود، بررسی کردند. آنها دریافتند که اگرچه هر دو آنالوگ آمیلین به مس متصل می شوند، اماpramlintide  می تواند به دو روش مختلف به مس متصل شود و این به دلیل داشتن اسید آمینه هیستیدین اضافی است که در pramlintide وجود دارد اما در آمیلین موش صحرایی وجود ندارد. محققان نشان دادند که اتصال یون مس به این هیستیدین توضیح می دهد که چرا مس باعث کاهش تجمع پراملینتید می شود، اما در مورد آمیلین موش صحرایی این طور نیست.

این تیم همچنان در حال رمزگشایی مبنای مولکولی تجمع آمیلین است. دانستن نحوه رفتار این مولكول ها، در نهایت می تواند به تسهیل طراحی داروهای كارآمد و درمانی جدید برای دیابت نوع 2 كمك كند.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20200412/Unraveling-interactions-between-metal-ions-and-peptides-may-lead-to-new-therapies-for-diseases.aspx