神经变性构象病及其分子基础

构象病的概念被广泛用于命名与蛋白质的构象异常相关的疾病。随着生命科学的进步,人们对神经变性疾病发病的分子机制有了较好的认识,发现几乎所有的此类疾病,诸如阿尔采末病（AD）、帕金森病（PD）、亨廷顿病（HD）以及朊蛋白病（PrD）等都具有一个共同的特征,即病变细胞中蓄积有大量错误折叠并易于聚合的蛋白质,这符合构象病的特点,所以又派生了神经变性构象病的新概念。近年来,人们在神经变性构象病的蛋白质错误折叠和聚合以及其细胞毒性方面的认识越来越走向深入,这将对寻找有效的治疗方法起到极大的推动作用。     

蛋白质聚集的形成与调控机制

大肠杆菌是外源蛋白质的首选表达系统,但蛋白质易被宿主细胞蛋白酶降解或聚集形成包含体。包含体与淀粉样蛋白纤维的形成过程相似,都依赖于特异性氨基酸序列的分子间相互作用。因此,淀粉样蛋白质抗聚集的方法也可用于防止细菌表达蛋白质的聚集。另外,基于序列的新型方法也能调节蛋白质聚集。     

蛋白质溶液可逆热变性及其与肽链构象关系的研究

用微量扫描量热技术及远紫外圆二色谱研究了蛋白质水溶液的浓度和ｐＨ对蛋白质热变性可逆性的影响及其与在热变性时肽链构象的关系。结果表明,当蛋白质溶液的浓度为０．０４％、ｐＨ为３时可实现完全可逆的热变性,然而蛋白质溶液宏观上的热变性并不意味着微观上蛋白质分子肽链的完全伸展。     

促进或抑制α-synuclein蛋白异常聚集的相互作用蛋白质

α-synuclein蛋白的异常聚集在共核蛋白病的发病过程中起到了关键性作用。与α-synuclein相互作用的蛋白质对其异常聚集起着不同的调节作用,有的蛋白质(如:蛋白synphilin-1、微管蛋白、A-β肽等)会促进α-synuclein蛋白的异常聚集,而另外一些蛋白质(如:膜联蛋白A5、基于自识别元素设计的小肽等)却能够抑制α-synuclein蛋白的异常聚集。认识与α-synuclein相互作用的蛋白,并研究其作用位点,是从分子水平上理解α-synuclein蛋白质异常聚集、揭示共核蛋白病致病机制,以及设计新药物的基础。分子动力学模拟为开展这方面研究开辟了新的途径。文章对该领域的研究进展进行了综述。     

环状RNA及其在神经退行性疾病中的作用

随着高通量测序技术的出现,对转录组进一步的研究已经成为可能。新兴转录本环状RNA(circular RNA, circRNA)是一种无5’端帽子和3’端poly (A)尾结构的内源性共价环形非编码RNA分子。在过去的十年间,人们逐渐发现circRNA在基因表达过程中发挥重要作用,激发了人们的研究兴趣。此篇文章我们较为系统地整理了circRNA的一般特性、生物发生、作用机制,并重点阐述了circRNA在神经退行性疾病中的重要作用,这将有助于寻找疾病相关新的生物标志物,为进一步探究此类疾病的预防、诊断及治疗方案提供新思路。     

环氧合酶在神经变性疾病神经元进行性损伤中起重要作用

环氧合酶(COX)是非甾体抗炎药的主要作用靶点.自从上世纪90年代初被发现至今,COX已被证实广泛参与炎性反应过程.小胶质细胞是介导"神经炎性反应"的主要细胞类型,过去十年中,COX通路参与小胶质细胞激活及神经变性过程的机制取得了很大进展.本文对该领域的新近研究成果予以论述,并以三大神经变性疾病,即阿尔采末病(AD)、帕金森病(PD)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)为例,对COX在其发病中的作用加以阐释,突出该领域的研究热点,为神经变性疾病发病机制及药物治疗研究提供新的思路.     

金属硫蛋白清除自由基及其对自由基引起的核酸损伤保护作用的研究

通过化学反应体系产生ＯＨ＾－和Ｏ＾－２自由基,采用荧光和化学发光检测体系,比较研究了不同亚型及不同结合金属的金属硫蛋白（ＭＴ）清除自由基能力的大小。结果表明,对于同一亚型,Ｚｎ结合ＭＴ清除自由基的能力大于Ｃｄ结合ＭＴ;同一结合金属的ＭＴ,ＭＴ１清除自由基的能力大于ＭＴ２。通过比较ＺｎＭＴ１与谷胱甘肽（ＧＳＨ）及超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）清除自由基的能力大小发现,ＺｎＭＴ１清除ＯＨ的能力是ＧＳＨ的１０     

神经调节蛋白-1对心肌缺血再灌注损伤的保护作用

神经调节蛋白-1(neuregulin-1,NRG-1)最早被发现在神经系统发育中起着重要的调节作用。目前研究发现NRG-1及其受体Erb B(erythroblastic leukemia viral oncogene homolog,Erb B)在心肌及血管细胞中高表达,在慢性心衰,扩张性心肌病及心肌梗死中均起到明显的保护作用。近来研究发现NRG-1/Erb B通路在心肌缺血再灌注损伤中也起到保护作用,有望成为治疗心肌缺血再灌注损伤的新药物靶点。多种机制可能参与其中,例如:减少心肌细胞凋亡;减轻心脏氧化应激损伤;抑制炎症反应等。本文将对NRG-1在心肌缺血再灌注损伤中的治疗作用及可能机制进行综述。     

多胺对神经退行性疾病的改善作用

多胺(polyamines)普遍存在于各种生物体中,参与多种生物学功能,包括细胞生长和增殖、蛋白质和核酸的合成、免疫细胞的分化、炎症反应的调节以及肠道功能的维持等。多胺主要包括腐胺(putrescine)、亚精胺(spermidine)、精胺(spermine)以及胍丁胺(agmatine)。随着衰老进程的发展,细胞内的多胺水平会逐渐随之降低。在衰老相关的神经退行性疾病的发生和发展过程中,多胺具有积极的作用。因此,本文就多胺对神经退行性疾病的改善作用作一综述,期望可以对未来神经退行性疾病的治疗和缓解提供参考。     

神经退行性疾病中的TDP-43蛋白聚集和相变

随着全球老龄化人口的急剧增加,神经退行性变已经成为危害公共健康的主要疾病.在神经退行性疾病(肌萎缩侧索硬化症(ALS)、额颞叶变性病(FTLD)和阿尔茨海默病(AD)等)患者脑组织中均能观察到蛋白质聚集形成的包涵体,其中TAR DNA结合蛋白43 (TDP-43)是主要成分之一.目前已发现多个TDP-43基因突变与家族...     

Defective Protein Folding and Aggregation as the Basis of Neurodegenerative Diseases: The Darker Aspect of Proteins

Abstract  

The ability of a polypeptide to fold into a unique, functional, and three-dimensional structure depends on the intrinsic properties of the amino acid sequence, function of the molecular chaperones, proteins, and enzymes. Every polypeptide has a finite tendency to misfold and this forms the darker side of the protein world. Partially folded and misfolded proteins that escape the cellular quality control mechanism have the high tendency to form inter-molecular hydrogen bonding between the same protein molecules resulting in aggregation. This review summarizes the underlying and universal mechanism of protein folding. It also deals with the factors responsible for protein misfolding and aggregation. This article describes some of the consequences of such behavior particularly in the context of neurodegenerative conformational diseases such as Alzheimer’s, Parkinson’s, Huntington’s, amyotrophic lateral sclerosis and other non-neurodegenerative conformational diseases such as cancer and cystic fibrosis etc. This will encourage a more proactive approach to the early diagnosis of conformational diseases and nutritional counseling for patients.     

Tau蛋白基因突变与神经退行性疾病

Ｔａｕ蛋白是神经细胞中含量最高的微管相关蛋白,其正常功能是促进微管蛋白（ｔｕｂｕｌｉｎ）组装成微管（ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ）,并维持已形成微管的稳定性。Ｔａｕ蛋白的翻译后异常修饰与阿尔茨海默病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒｄｉｓｅａｓｅ,ＡＤ）的神经原纤维退化有关［１］。本文综述最近有关Ｔａｕ蛋白基因突变,ＴａｕｍＲＮＡ剪接改变导致Ｔａｕ蛋白组成、结构和功能异常的机制,及其与几种神经退行性疾病的关系的研究。１．Ｔａｕ蛋白基因结构及其表达产物Ｔａｕ蛋白基因位于１７号染色体（１７ｐ２１．１１）,由１７个外显子…     

ProADD: A database on Protein Aggregation Diseases

ProADD, a database for protein aggregation diseases, is developed to organize the data under a single platform to facilitate easy access for researchers. Diseases caused due to protein aggregation and the proteins involved in each of these diseases are integrated. The database helps in classification of proteins involved in the protein aggregation diseases based on sequence and structural analysis. Analysis of proteins can be done to mine patterns prevailing among the aggregating proteins.

Availability

http://bicmku.in/ProADD     

14-3-3蛋白和神经退行性疾病

14-3-3蛋白以二聚体形式存在,识别磷酸丝氨酸／苏氨酸连接的信号分子,通过与其配体蛋白质相互作用,参与细胞信号转导、细胞周期调控和细胞问运输。14-3-3蛋自在脑组织中含量丰富,所有神经元、星形胶质细胞、少突肢质细胞、小胶质细胞的胞液与胞核中都有表述。14-3-3蛋白与神经退行性疾病阿尔茨海默病和帕金森病的发生过程关系密切。     

The Neuroendocrine Protein 7B2 Suppresses the Aggregation of Neurodegenerative Disease-related Proteins

Neurodegenerative diseases such as Alzheimer (AD) and Parkinson (PD) are characterized by abnormal aggregation of misfolded β-sheet-rich proteins, including amyloid-β (Aβ)-derived peptides and tau in AD and α-synuclein in PD. Correct folding and assembly of these proteins are controlled by ubiquitously expressed molecular chaperones; however, our understanding of neuron-specific chaperones and their involvement in the pathogenesis of neurodegenerative diseases is limited. We here describe novel chaperone-like functions for the secretory protein 7B2, which is widely expressed in neuronal and endocrine tissues. In in vitro experiments, 7B2 efficiently prevented fibrillation and formation of Aβ_1–42, Aβ_1–40, and α-synuclein aggregates at a molar ratio of 1:10. In cell culture experiments, inclusion of recombinant 7B2, either in the medium of Neuro-2A cells or intracellularly via adenoviral 7B2 overexpression, blocked the neurocytotoxic effect of Aβ_1–42 and significantly increased cell viability. Conversely, knockdown of 7B2 by RNAi increased Aβ_1–42-induced cytotoxicity. In the brains of APP/PSEN1 mice, a model of AD amyloidosis, immunoreactive 7B2 co-localized with aggregation-prone proteins and their respective aggregates. Furthermore, in the hippocampus and substantia nigra of human AD- and PD-affected brains, 7B2 was highly co-localized with Aβ plaques and α-synuclein deposits, strongly suggesting physiological association. Our data provide insight into novel functions of 7B2 and establish this neural protein as an anti-aggregation chaperone associated with neurodegenerative disease.     

神经退行性疾病的表观遗传学

研究发现多种疾病的发生与表观遗传学相关.有证据显示表观遗传学信号在大脑中起着重要调节作用,在哺乳动物中枢神经系统中DNA甲基化动力学被发现是表观遗传学调节的主要组成,染色质修饰药物的快速发展显示出对神经系统中范围广泛的退行性功能紊乱出人意料的治疗作用,促进了人们对神经退行性疾病的表观遗传学机制研究.其中,研究得比较多的是DNA甲基化、组蛋白修饰及染色质重塑.这些研究为神经退行性疾病的治疗提供了潜在靶点,并为开发相关药物提供了线索.对疾病表观遗传学机制及药物的作用机制的进一步研究将为疾病治疗提供更多靶点,为神经退行性疾病提供确切的有效治疗途径,具有积极意义.     

Neuroprotection by Mucuna pruriens in Neurodegenerative Diseases

Neurochemical Research - The medicinal plant Mucuna pruriens (Fabaceae) is widely known for its anti-oxidative and anti-inflammatory properties. It is a well-established drug in Ayurveda and has...