Ny mekanism funnen hos enzym som bryter Alzheimers amyloid-beta peptid
Enzymet PreP bryter ned och städar bort korta och giftiga peptider i cellerna. I sin doktorsavhandling beskriver Shashi Bhushan en hittills okänd mekanism som får PreP att öppna sig för inbindning av peptider och stänga sig då peptider bryts ner. Resultaten kan få betydelse för bland annat forskningen kring Alzheimers sjukdom eftersom PreP bryter ner amyloid-beta peptiden associerad med sjukdomen.
Mitokondrier och kloroplaster är viktiga komponenter i cellerna. Kloroplaster fixerar koldioxid så att energin från solens strålar tillvaratas i form av socker och att vatten bryts ned för syreproduktionen. Mitokondrier omvandlar energi som finns i näringsämnena, bland annat i sockret som kloroplasterna har producerat till för cellen användbar energi. Men mitokondrierna är också inblandade i andra processer som programmerad celldöd (apoptos). Nyligen har forskare även upptäckt att mitokondrierna kan ha betydelse för utveckling av Alzheimers sjukdom.
Den forskargrupp vid Stockholms universitet där Shashi Bhushan ingår har studerat enzymet PresequenceProtease (PreP). Det bryter ned korta och ostrukturerade giftiga peptider, bland annat signalpeptider, i mitokondrierna och kloroplaster. Forskarna har studerat en modellväxt, Arabidopsis (backtrav). Dessa plantor har två varianter av PreP (AtPreP1 och AtPreP2). Båda finns i mitokondrier och kloroplaster och båda kan importeras till dessa organeller tack vare en tvetydig signalpeptid, en adresslapp organiserad i domäner för import till en enskild organell. Båda enzymer har samma uppgifter i en cell men produceras i varierande omfattning i olika organ och har olika men överlappande specificitet för brytning av peptider.
I samarbete med forskarna vid Karolinska Institutet har man bestämt den tredimensionella strukturen av PreP producerat i bakterier med substrat bundet till det. PreP bildar en unik struktur med en stor proteolytisk ”grotta” där nedbrytningen av peptider sker. Denna rymmer de små ostrukturerade peptiderna och utestänger de stora och veckade proteinerna. Bhushan och hans kollegor har upptäckt en hittills okänd mekanism som får PreP att öppna och stänga sig som svar på substratinbindning.
PreP har undersökts i såväl växter som djur och människor. Resultaten visar att PreP finns i både mitokondrier och kloroplaster där det bryter ned och städar bort korta och giftiga peptider. Forskningen visar även att det är PreP som svarar för nedbrytningen av Alzheimer-beta peptider om dessa ansamlas i människans mitokondrier. Detta kan vara avgörande bidrag till den fortsatta forskningen av mitokondriernas betydelse för förståelsen av Alzheimers sjukdom.
Kontaktinformation
Mer information: Shashi Bhushan, Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholm universitet, e-post Shashi@dbb.su.se, tfn 08-162472, mobil 070-1422351
Shashi Bhushan talar engelska.
För bild på Shashi Bhushan kontakta:
Tfn 08-16 40 90, e-post press@su.se
