SOD1基因突变诱发FALS的机理

【字体: 时间:2003年06月02日 来源:

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[生物通讯]遗传形式的Lou Gehrig氏病,即家族性肌萎缩侧索硬化症(familial amyotrophic lateral sclerosis ,FALS)引起脊髓和大脑中的运动神经元退化,机体控制能力大幅度丧失,病人通常在2到5年内死亡。现在,一项新研究证明,FALS的分子起因与亨廷氏症和阿尔茨海默氏症等其它神经疾病相似,这个发现为寻找FALS的有效疗法带来了新希望。

FALS病人中,叫做过氧岐化酶(SOD1)基因发生突变,但这些突变是如何导致疾病的还是一个谜。正常情况下,SOD1蛋白与锌和铜原子结合,用这两种金属分解过氧化物,过氧化物细胞呼吸过程产生的有毒副产物。因此如果突变破坏SOD1蛋白,允许过氧化物积聚到有毒水平,这是合情合理的。但这个想法被排除了:研究人员发现,缺失SOD基因的小鼠仍然保持健康。只要一个基因拷贝发生突变,就会导致瘫痪,这说明突变SOD1本身就是FALS背后的有毒物质。

由于一种蛋白的功能是由其形状决定的,因此德克萨斯大学健康科学中心的John Hart领导的研究小组用X射线结晶术检查了突变使SOD1蛋白的结构发生来怎样的改变。在5月18日期的《自然结构生物学》上,Hart和他的同事揭示,突变能够引起SOD1蛋白失去金属原子,暴露的形状和带电状况使它们恰好可以彼此结合到一起(见左图)。这些新界面将SOD1连接成一个不断壮大的纤维原,纤维原最终倾覆细胞用来维持自身结构紧凑性的蛋白质降解体系,这个病理学与其它神经退行性疾病的病理学原理类似。发现来这个机制后,Hart希望下一步能够找到抑制这种破坏性结合的药物。

冰岛著名生物技术公司deCODE的药物研发副总裁Mark Gurney称赞说,这项研究太出色了。但他补充说,在药物研究开始之前,证明这个机制在运动神经元内部也发生,而不只是蛋白晶体中发生,这一点十分重要。(生物通编译)

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