近日，一项发表于国际著名杂志Nature Structural and Molecular Biology上的研究论文中，来自伊利诺伊大学的科学家们通过研究确定了一种存在于大脑斑块细纤维中的特殊分子结构，该分子结构或是阿尔兹海默氏症发病的标志，这种分子名为β淀粉样蛋白-42，其对神经细胞具有毒性，而且被认为可以刺激疾病的级联反应。
理解纤维中β淀粉样蛋白-42的氨基酸长链形式的物质结构，对于揭示β淀粉样蛋白如何进行不正确地折叠以及在大脑中积聚形成毒性斑块非常重要。研究 者Yoshitaka Ishii说道，我们发现，淀粉样蛋白原纤维中的β淀粉样蛋白-42可以形成三种扁平的结构（名为β折叠片），其可以以一种S型模式在同一层来回翻转，该 蛋白上最终的氨基酸会在S型第一回翻转时会形成一种携带氨基酸的“盐桥”结构，用以稳定整个蛋白结构；盐桥是正电荷分子和负电荷分子或者分子一部分的联接 键。
β淀粉样蛋白-42的结构和β淀粉样蛋白-40存在非常大的差异，β淀粉样蛋白-40缺少一种特殊的终极氨基酸，该氨基酸可以携带对“盐桥”结构形 成非常必要的负电荷。Ishii说道，这或可帮助解释为何β淀粉样蛋白-42不会同β淀粉样蛋白-40相互作用，或者说将其“招募”回淀粉样蛋白斑块中。
揭示β淀粉样蛋白-42的结构特性及折叠行为或许是理解阿尔兹海默氏症等神经变性疾病发病过程中患者大脑中淀粉样蛋白扩散的一个新视角；而设计可以 抵御β淀粉样蛋白-40的药物或许并不会抵御β淀粉样蛋白-42的毒性作用。β淀粉样蛋白-42的化学性质，尤其是其极其“厌恶”水的特性或许会给科学家 们带来一大障碍，目前有很多实验室都正在克服这一障碍，而且研究者也表示他们后期也将通过更为深入的研究解决这一问题，从而为开发治疗阿尔兹海默氏症的新 型靶向性疗法带来希望。
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Aβ(1–42) fibril structure illuminates self-recognition and replication of amyloid in Alzheimer's disease
Yiling Xiao, Buyong Ma, Dan McElheny, Sudhakar Parthasarathy, Fei Long, Minako Hoshi, Ruth Nussinov & Yoshitaka Ishii
Increasing evidence has suggested that formation and propagation of misfolded aggregates of 42-residue human amyloid β (Aβ(1–42)), rather than of the more abundant Aβ(1–40), provokes the Alzheimer's disease cascade. However, structural details of misfolded Aβ(1–42) have remained elusive. Here we present the atomic model of an Aβ(1–42) amyloid fibril, from solid-state NMR (ssNMR) data. It displays triple parallel-β-sheet segments that differ from reported structures of Aβ(1–40) fibrils. Remarkably, Aβ(1–40) is incompatible with the triple-β-motif, because seeding with Aβ(1–42) fibrils does not promote conversion of monomeric Aβ(1–40) into fibrils via cross-replication. ssNMR experiments suggest that C-terminal Ala42, absent in Aβ(1–40), forms a salt bridge with Lys28 to create a self-recognition molecular switch that excludes Aβ(1–40). The results provide insight into the Aβ(1–42)-selective self-replicating amyloid-propagation machinery in early-stage Alzheimer's disease.
