Amiloidai ir jų sukeliamos ligos

Baltymai – vienos svarbiausių biomolekulių, kurios dalyvauja beveik visuose biologiniuose procesuose. Tam, kad atliktų savo funkciją, šios biomolekulės turi įgauti natyvią funkcionalią konformaciją. Tam tikrais atvejais baltymai nesugeba įgauti ar likti natyvioje konformacijoje ir yra linkę agreguoti į netirpius fibrilinius agregatus, dar žinomus kaip amiloidai. Daugiau nei penkiasdešimties žmogaus ligų įskaitant Alzheimerio ligą, Parkinsono ligą, II tipo diabetą, bei prionų ligas, atsiradimas ir progresija yra siejama su specifinių peptidų ir baltymų nesugebėjimu įgauti natyvią konformacją ar išlikti joje, bei toliau sekančia šių monomerinių peptidų ar baltymų konversija į amiloidinius agregatus. Pastaraisiais metais amiloidų susidarymo tyrimai tapo ypač aktualūs, kadangi buvo pripažinta, jog daugelis su amiloidais siejamų ligų nebėra retos ir yra vienos iš dažniausiai pasireiškiančių ligų senstančioje visuomenėje. Milijonai žmonių visame pasaulyje kenčia nuo šių ligų, vien Alzheimerio ar Parkinsono ligomis sergančių žmonių yra daugiau nei 50 milijonų. Nepaisant reikšmingų mokslininkų pastangų, molekuliniai ir mechanistiniai ryšiai tarp baltymų agregacijos ir agregatų toksiškumo išlieka neaiškūs ir sunkiai charakterizuojami. Taip pat šiai dienai, deja, nėra nei vieno veiksmingo vaistinio preparato ar gydymo metodo skirto ligų siejamų su amiloidais prevencijai ar gydymui. Vienos iš pagrindinių to priežasčių yra be galo sudėtingi amiloidinių agregatų susidarymo ir savireplikacijos mechanizmai, bei sąlyginiai skurdus šių mechanizmų supratimas. Sėkminga bet kokios ligos prevencija ar gydymas yra galimi tik tuomet jei dauguma procesų susijusių su ligos atsiradimu bei progresija yra žinomi ir yra pakankamai gerai suprasti.

Schema iliustruojanti amiloidinių baltymų agregacijos procesą.

Schema iliustruojanti amiloidinių baltymų agregacijos procesą.

Mūsų tikslas

Savo tyrimais mes siekiame prisidėti prie gilesnio amiloidinės agregacijos proceso supratimo. Naudodami įvairius biofizikinius, biocheminius, molekulinės biologijos bei bioinformatikos metodus mes bandome išsiaiškinti baltymų amiloidinės agregacijos mechanizmus, tikriname įvairių aplinkos faktorių poveikį agregacijos procesui ir amiloidinių fibrilių struktūrai, taip pat ieškome junginių, galinčių sulėtinti ar sustabdyti amiloidinių baltymų agregaciją.

Amiloidiniai baltymai su kuriais mes dirbame

  • Amiloido-beta peptidas (siejamas su Alzheimerio liga);
  • S100 baltymų šeima (siejama su Alzheimerio liga);
  • Alfa-sinukleinas (siejamas su Parkinsono liga);
  • Tau baltymas (siejamas su Alzheimerio liga ir taupatijomis);
  • Prioniniai baltymai (siejami su kempinlige ir kitomis prionligėmis);
  • Žmogaus superoksido dismutazė (siejama su amiotrofine lateraline skleroze);
  • Insulinas (modelinis amiloidinis baltymas kurio agregacija taip pat siejama su lokalia injekcine amiloidoze);
  • Lizocimas (modelinis amiloidinis baltymas kurio agregacija taip pat siejama su paveldima sistemine amiloidoze),
  • ß2-mikroglobulinas (siejamas su dialize susijusia amiloidoze);
  • Hantingtinas (siejamas su Hantingtono liga).

Metodai ir technologijos kurias naudojame savo tyrimuose

  • Genų inžinerija;
  • Baltymų ir nukleorūgščių elektroforezė;
  • Rekombinantinių baltymų sintezės bakterijose metodai;
  • Įvairūs chromatografiniai metodai (pvz.: jonų mainų chromatografija, giminingumo chromatografija, gelfiltracija, aukšto efektyvumo skysčių chromatografija (HPLC)) skirti gryninti baltymus ir kitas molekules;
  • Amiloidinių baltymų agregacijos proceso sekimas matuojant tirpalo absorbciją, dinaminę šviesos sklaidą ar amiloidams specifinių dažų fluorescencijos emisijos intensyvumą, bei kinetikos duomenų analizė panaudojant cheminės kinetikos įrankius;
  • Antrinės amiloidinių baltymų bei jų agregatų struktūros nustatymas infraraudonųjų spindulių spektroskopijos metodu;
  • Amiloidinių agregatų morfologijos ir fizinių parametrų (ilgio, aukščio, pločio, periodiškumo) nustatymas atominės jėgos mikroskopu;
  • Baltymų molekulinės masės nustatymas masių spektrometru;
  • Amiloidinių baltymų agregacijos proceso modeliavimas panaudojant bioinformatikos įrankius tokius kaip rModeler ar AmyloFit.

Jei esi studentas ir labai norėtum padirbėti su amiloidiniais baltymais – parašyk ar užsuk į svečius.