Правильный фолдинг белков защитит нейроны

Накопление в нервных клетках неправильно сформированных белковых молекул характерно для всех нейродегенеративных заболеваний. Одним из основных механизмов, обеспечивающих фолдинг (образование трехмерной структуры) белков являются белки теплового шока (шапероны). Они присутствуют в клетках абсолютно всех организмов и защищают их не только от воздействия повышенной температуры (эта их функция была просто обнаружена первой), но и от других стрессирующих факторов.

Ученые идентифицировали соединение, активирующее экспрессию гена белка под названием «фактор теплового шока-1» (Heat Shock Factor 1, HSF1), который является главным регулятором синтеза шаперонов. Авторы надеются, что со временем эти соединения трансформируются в эффективные препараты для лечения нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезней Хантингтона, Альцгеймера и Паркинсона.

5. Протеомика и заболевания

Клиническая протеомика — это идентификация и количественное определение всех индивидуальных белков, которые содержатся в биологическом образце (сыворотка крови, спинномозговая жидкость, моча, ткань) и мониторинг изменения их концентраций. Методы протеомного анализа позволяют проанализировать до 10 000 индивидуальных белков в одном образце и зафиксировать изменения их концентраций, что позволяет проводить диагностику и мониторинг течения заболевания.

Практически все болезни могут быть прослежены до изменений, происходящих на протеиновом уровне. Например:

 Генетические мутации на уровне ДНК могут вызвать неправильное производство протеинов. К примеру, это происходит при серповидной клеточной анемии. Протеин гемоглобин вызывает превращение красных кровяных телец в ненормальную серповидную форму поскольку одно из базовых веществ в кодоне неправильно заменено другим. Формирование одной неправильной аминокислоты вызывает ненормальность в гемоглобине, клетки которого принимают серповидную форму.

 Часто протеины требуют модификации после трансляции (т.е. после создания по плану ДНК) для того, чтобы способствовать выполнению ими определенных функций в организме. Например, протеины, которые вызывают образование кровяных тромбов остаются неактивными до тех пор, пока не претерпевают соотвествующих изменений. Следовательно, неправильная послетрансляционная модификация является второй причиной неправильного функционирования протеинов.

 Еще одна причина проблем с протеинами - это полиморфизм. Это небольшие вариации ДНК, которые делают индивидуальных живых особей отличными друг от друга. Этот же полиморфизм также делает некторые особи более склонными к определенным болезням и эта склонность неизбежно прослеживается до ненормальности генерации и взаимодействия протеинов.

6. Метаболомика

Метаболомика — это «систематическое изучение уникальных химических „отпечатков пальцев“ специфичных для процессов, протекающих в живых клетках» — конкретнее, изучение их низкомолекулярных метаболических профилей. Метаболом представляет собой совокупность всех метаболитов, являющихся конечным продуктом обмена веществ в клетке, ткани, органе или организме. В то время как данные об экспрессии мРНК генов и данные протеомного анализа не раскрывают полностью всего того, что может происходить в клетке, метаболические профили могут дать мгновенный снимок физиологических процессов в клетке. Одна из задач системной биологии и функциональной геномики — интегрирование данных протеомики, транскриптомики и метаболической информации для получения более целостного представления о живых организмах.

Метаболомика — это научное изучение химических процессов в которые вовлечены метаболиты.