近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所生物分離與界面分子機(jī)制研究組研究員卿光焱團(tuán)隊和分子模擬與設(shè)計研究組研究員李國輝團(tuán)隊合作,設(shè)計和制備了一對手性氨基酸修飾的磷脂分子,并以此構(gòu)筑手性磷脂表面,實現(xiàn)了對β-淀粉樣蛋白(Aβ)纖維化過程的**調(diào)控。
阿爾茨海默?。?/span>AD)是癡呆癥*常見的形式,也是全球公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)之一,目前AD發(fā)病機(jī)理尚不清楚。研究表明,細(xì)胞膜在AD的發(fā)生和發(fā)展過程(尤其是Aβ的聚集和沉積)中起著至關(guān)重要的作用。因此,研究細(xì)胞膜對Aβ聚集的影響是十分必要的。以往的研究已經(jīng)報道了磷脂膜的組成、親疏水性、電荷、曲率、脂筏等對淀粉樣蛋白形成的影響。然而,科研人員忽略了天然磷脂是一種對L-對映體有很強(qiáng)傾向的手性分子。更重要的是,生命是一個典型的多尺度手性系統(tǒng),多數(shù)生物學(xué)和生理學(xué)過程與分子手性密切相關(guān),這激發(fā)科研人員探索磷脂膜的分子手性對Aβ聚集的影響,并為研究AD發(fā)病機(jī)理提供新思路。
卿光焱團(tuán)隊**設(shè)計并制備了一對手性氨基酸修飾的磷脂分子,該對分子具有良好的鏡面對稱性。手性磷脂分子通過加工自組裝成固定尺寸的手性脂質(zhì)體,以模擬真實的細(xì)胞膜表面,并與Aβ共同孵育。研究發(fā)現(xiàn),自組裝的L-脂質(zhì)體輕微地抑制Aβ(1-40)的成核過程,但不影響低聚物伸長過程。相比之下,D-脂質(zhì)體強(qiáng)烈地抑制Aβ(1-40)成核和伸長過程。這兩種手性脂質(zhì)體不僅具有良好的生物相容性,而且在挽救淀粉樣纖維化誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性方面具有明顯的手性差異性,其中D-脂質(zhì)體使得神經(jīng)細(xì)胞存活率更高。與此同時,李國輝團(tuán)隊通過詳細(xì)的分子動力學(xué)模擬,清晰地揭示了Aβ(1-40)與手性磷脂膜的結(jié)合位點、結(jié)合方式以及驅(qū)動力。該研究將以往基于人造手性表面的研究,擴(kuò)展到真實的手性磷脂表面,為從手性生物界面的角度理解淀粉樣變性的關(guān)鍵過程提供了更深入、更真實的視角。同時,鑒于脂質(zhì)體優(yōu)異的生物相容性,脂質(zhì)體與非天然D-氨基酸的結(jié)合作為淀粉樣蛋白抑制劑,在AD早期預(yù)防和**中具有很好的應(yīng)用前景,為脂質(zhì)體類抑制劑的發(fā)展提供了一個方向。
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