Research & Funding > Badanie mechanizmu proteolizy

Badanie mechanizmu proteolizy oraz selektywnego wiązania ligandów do kompleksu gamma-sekretazy

Najważniejsze zrealizowane zadania

Najważniejsze wyniki projektu podsumowano na Rys. 1. Kompleks γ-sekretazy (składający się z czterech białek błonowych: preseniliny PS-1, PEN-2, APH-1 i NCT) badano w pełnoatomowym środowisko wodno-błonowym. Przeprowadzono serie symulacji dynamiki molekularnej (MD) z dwoma różnymi stężeniami cholesterolu, 10% i 50%. W tych symulacjach zbadano strukturalnie podobne substraty amyloidogenne, Aβ43 i Aβ45, prowadzące w następnym cięciu γ-sekretazy do mniej toksycznego Aβ40 i bardziej toksycznego peptydu Aβ42. Symulacje pozwoliły zobaczyć podobieństwa i różnice w ich wiązaniu i ruchliwości, oraz w jaki sposób cholesterol wpływał na ich właściwości. Przeprowadzając dużą liczbę długich symulacji MD, skonstruowano szczegółową mapę miejsc wiązania cholesterolu przez poszczególne podjednostki γ-sekretazy (Rys. 1a). Stwierdzono, że przy wysokim poziomie cholesterolu następuje zmiana położenia substratu poprzez jego bezpośredni kontakt z dwiema cząsteczkami cholesterolu, zapobiegając zginaniu helisy TM3 PS-1 (Rys. 1b). Porównując fluktuacje średniokwadratowe poszczególnych reszt, znaleziono statystycznie istotne różnice w ruchliwości Aβ43 i Aβ45 w miejscu wiązania w PS-1, zwłaszcza przy wysokim poziomie cholesterolu (Rys. 1c). Odkryto również różnice pomiędzy Aβ43 i Aβ45 w miejscu aktywnym PS-1 pod względem stopnia upakowania reszt w miejscu aktywnym oraz w odległości między przecinanym wiązaniem a resztami katalitycznymi (Rys. 1d).

Ilustracja najważniejszych wyników projektu.

Rys. 1. Ilustracja najważniejszych wyników projektu. (a) Szczegółowa mapa miejsc wiązania cholesterolu; (b) zmiana ustawienia substratu w miejscu wiążącym przez jego bezpośredni kontakt z cholesterolem, zapobiegający zginaniu helisy PS-1; (c) wyznaczenie różnic w ruchliwości substratów w miejscu wiążącym, zwłaszcza przy wysokim stężeniu cholesterolu; (d) zbadanie różnic w upakowaniu reszt w miejscu aktywnym PS-1.

Znaczenie projektu (wpływ na rozwój dyscypliny, stan istniejącej wiedzy oraz znaczenie badań dla społeczeństwa)

Wyznaczone niedawno struktury cryo-EM kompleksu γ-sekretazy pozwoliły na uzyskanie dynamicznego obrazu tej proteazy błonowej poprzez zastosowanie symulacji MD i badanie wiązania substratów amyloidogennych. Skonstruowane mapy kontaktów γ-sekretaza-cholesterol mogą być przydatne dla innych badaczy do zaprojektowania nowych eksperymentów w celu zrozumienia wpływu cholesterolu na cięcie substratu. Choroba Alzheimera (AD) jest jedyną chorobą wśród 10 największych chorób zabójców, która nie ma skutecznych metod leczenia, dlatego badania podstawowe pozwalające zrozumieć mechanizmy działania białek uczestniczących w AD mogą dokonać postępu w tej dziedzinie i ostatecznie doprowadzić do odkrycia nowych leków.



THE LATEST NEWS

  • April 2019.
     
    Our latest review on "Molecular switches in GPCRs".
     
    GPCR
     

  • March 2019.
     
    The ERNEST project (COST CA18133) has started.
     
    ERNEST = European Research Network on Signal Transduction
     
    The main scientific objective of the Action is to develop a common, comprehensive and holistic map of signal transduction that will advance development of pathway-specific chemical modulators. This unique and innovative goal will be realised by linking of a diverse group of researchers in the field through the networking activities funded by COST.
     

  • May 2018.
     
    GPCRM.
     
    ERNEST = European Research Network on Signal Transduction
     
    Our service GPCRM is completely reshaped, much faster, and user friendly. Now, it contains 3 main routes: Quick path (default), Long path, and High similarity (the fastest) for homology modeling of GPCRs. Currently, the service contains over 90 template structures. The updated version was recently published in NAR 2018, W1.
     
This website is using cookies for managing site statistics.