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香港中文大学生命科学学院Michael K. Chan教授课题组最近研发了一种靶向SUMO interacting motif从而抑制α-突触核蛋白聚集的SUMO1蛋白衍生多肽。该研究为帕金森病和其他α-突触核蛋白病的药物开发提供了一种新思路。
相关论文于北京时间2021年1月14日在Cell Chemical biology上发表。研究团队已经为该项研究申请国际专利PCT/CN2020/081616。
帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,多见于老年人,平均发病年龄60岁左右。我国65岁以上人群的患病率大概是1.7%。帕金森病的产生被认为与大脑内一种名为“α-突触核蛋白”的蛋白质异常蓄积有关,迄今没有根治的方法。
据之前的研究报道,野生型的SUMO1蛋白对α-突触核蛋白的聚集没有任何抑制作用。但是, Michael K. Chan教授课题组在实验过程中偶然发现SUMO1蛋白的变异体可以直接与α-突触核蛋白相互作用。之后,研究人员对SUMO1蛋白变异体的结构进行了优化,得到一种SUMO1蛋白衍生多肽-SUMO1(15-55)。与野生型SUMO1蛋白相比较,它与α-突触核蛋白的结合力提高了130倍。
在进一步的研究中,该团队通过计算机模拟分子对接和一系列生物化学方法验证了SUMO1(15-55)是通过自己的疏水性结合口袋特异性的与两个位于控制α-突触核蛋白聚集区域的SUMO interacting motif (SIM)结合。基于这个发现,研究人员推测SUMO1(15-55)可能可以抑制α-突触核蛋白的聚集。
为了验证研究人员的推测,他们在体外试验,神经细胞模型和α-突触核蛋白异常表达的帕金森病果蝇模型测试了SUMO1(15-55)对于α-突触核蛋白的聚集的抑制作用。结果表明,SUMO1(15-55)可以在体外和细胞实验中抑制α-突触核蛋白的聚集,并且,给予SUMO1(15-55)治疗的果蝇表现出更少的视网膜退化和缓解的金森病相关的疾病行为。
该研究报道了一种新型的可抑制α-突触核蛋白聚集的多肽抑制剂,并为帕金森病的药物研发提供了潜在的新靶点。期待该多肽抑制剂可以进入临床前研究,并造福于患者。
文章的第一作者为香港中文大学生命科学学院以及新型生物材料研究中心的博士生梁兆辉,通讯作者为Marianne M. Lee研究员和 Michael K. Chan教授。该工作得到了香港中文大学生命科学学院陈浩然教授的技术支持。该工作受香港研究资助局卓越学科领域计划以及香港中文大学的资金支持。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2020.12.010
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