درمان بیماری‌های تاخوردگی پروتئین

رویکرد جدید درمان بیماری‌های تاخوردگی پروتئین

اخیرا محققان، عملکرد جدیدی از آنزیم پپتیداز شناسایی کردند که کشف این عملکرد می تواند منجر به رویکردهای درمانی جدید برای آلزایمر و سایر بیماری های مربوط به تاخوردگی پروتئین می شود. آنزیم پپتیداز مسئول کنترل کیفیت پروتئین های غشایی میباشد که به عنوان کلیدی در زیست شناسی سلولی شناخته میشود.

کشف عملکرد جدید آنزیم پپتیداز

یک تیم بین رشته ای از دانشمندان کلن، هایدلبرگ و مونیخ عملکرد جدیدی از یک آنزیم شناخته شده را کشف کردند که سیگنال پپتیداز در شبکه آندوپلاسمی، پروتئین های غشایی معیوب را برای شروع تجزیه آنها می شکافد.
در سلول های ما، شبکه آندوپلاسمی مسئول تولید و کنترل پروتئین هایی است که از سلول ترشح می شوند. کمپلکس سیگنال پپتیداز این زنجیره‌های پلی پپتیدی را قطع می‌کند تا پپتیدهای سیگنالی را حذف نماید و به پروتئین‌ها اجازه می‌دهد در وهله اول به شبکه آندوپلاسمی برسند و به این صورت پروتئین‌های بالغ میتوانند عملکردهای خاص خود را انجام دهند.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی ماتیاس فایگه، پروفسور بیوشیمی پروتئین سلولی در دانشگاه فنی مونیخ (TUM)، و ماریوس لمبرگ، استاد بیوشیمی در دانشگاه کلن، اکنون کشف کرده اند که کمپلکس سیگنال پپتیداز، عملکردی ناشناخته دارد و یکی دیگر از فرآیندهای کلیدی در زیست شناسی سلولی کنترل کیفیت پروتئین های غشایی میباشد.
یافته‌های آن‌ها اکنون تحت مقاله ای با عنوان «کمپلکس پپتیداز سیگنال انسانی به عنوان آنزیم کنترل کیفیت برای پروتئین‌های غشایی» منتشر شده است.

هر سلول توسط دو لایه لیپیدی احاطه شده است که از داخل سلول محافظت می کند، اما همچنین نیاز به حمل و نقل منظم مولکول ها و سیگنال ها در سراسر این لایه عایق دارد تا تعداد زیادی از عملکردهای سلولی را فعال کند. پروتئین های غشایی در این دولایه لیپیدی ادغام می شوند و این وظایف را انجام می دهند. آنها برای بقای سلول ضروری هستند و به عنوان مهمترین اهداف دارویی عمل می کنند.

برای عملکرد مناسب، پروتئین های غشایی نیاز به یک ساختار سه بعدی کاملاً تعریف شده در سطح اتمی دارند. شکست در این فرآیند می تواند منجر به تولید پروتئین های معیوب یا با به اصطلاح  ایجاد تاخوردگی پروتئین شود که به نوبه خود منجر به بیماری های متعددی از جمله سرطان و همچنین اختلالات متابولیک و زوال عصبی یا همان نورودژنراتیو می شود.

این تیم چندین پروتئین غشایی مرتبط با بیماری در سیستم عصبی را بررسی کردند تا متوجه شوند که چگونه سلول‌های ما از آسیب رساندن پروتئین‌های معیوب به آنها و ایجاد بیماری جلوگیری می‌کنند. آنها در طول تحقیقات خود مشاهده کردند که یک پروتئاز (آنزیمی که پروتئین های دیگر را می شکند) شروع به تخریب پروتئین های جهش یافته معیوب می کند. این تخریب برای حفظ عملکرد سلولی ضروری است.

این پیشرفت پس از آن حاصل شد که محققان مکان‌های شکاف بالقوه برای کمپلکس سیگنال پپتیداز را شناسایی کردند. لمبرگ افزود: «طبق تحقیقات مختلف کمپلکس سیگنال پپتیداز ، سیگنال های پپتید را در طول بلوغ پروتئین‌های ترشحی جدا می‌کند که تا کنون تصور می‌شد که این تنها عملکرد آن است».
با این حال، محققان سیگنال پپتیداز را به عنوان پروتئازی که در جستجوی آن بودند شناسایی کردند و نشان دادند که نقش اساسی در کنترل کیفیت پروتئین غشایی دارد.

لمبرگ افزود: «جالب است که SPCS1 یکی از تنها سه ژنی است که در تمام نواحی مغز بیماران مبتلا به آلزایمر کاهش می‌یابد، و این نشان می‌دهد که یافته‌های ما ممکن است پیامدهای مهمی برای درک ما از زیست‌شناسی انسان و اختلالات مرتبط با سن داشته باشد». در بیماری آلزایمر، پروتئین های معیوب تجمع می کنند یا بصورتی تاخوردگی پروتئین پیدا میکنند که تصور می شود عملکرد نورون ها را مختل می کند.
Feige نتیجه گرفت: “یافته‌های ما به ما کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه کنترل شکل مولکولی پروتئین‌ها توسط سلول‌ها داشته باشیم که این مسئله پایه و اساس بسیاری از مطالعات آینده را ایجاد مینماید.”