帕金森氏病是一种影响全世界600多万人的神经退行性疾病，是由大脑中α-突触核蛋白的累积引起的。α-突触核蛋白的生物学功能仍然尚不清楚，但由于其在神经退行性疾病中的作用，研究人员正在积极研究这种蛋白质，以了解该疾病的机制并寻找新的治疗策略。
Elizabeth Rhoades和博士后Melissa Birol的一项新研究发现，当α-突触核蛋白与细胞外糖蛋白结合时，糖蛋白添加了蛋白质，它可以更容易被神经元吸收。该论文还确定了一种特定的突触前蛋白，即neurexin1β，作为该过程中的关键调节因子和潜在的治疗靶点。他们的研究结果发表在期刊上PLOS生物学。
在一种可能的帕金森病病理模型中，在神经元内部形成一束α-突触核蛋白，称为聚集体。然后，这导致细胞死亡和由其他神经元摄取的α-突触核蛋白蛋白簇的释放。由于神经退行性疾病具有典型的进展模式，因此了解α-突触核蛋白如何在大脑神经元之间移动有助于研究人员了解疾病传播。
来自Rhoades实验室的先前工作暗示在α-突触核蛋白上存在聚糖结合位点。这一发现与Birol分析蛋白质 - 膜相互作用的经验相结合，导致了这项关于α-突触核蛋白如何与细胞膜相互作用的研究。
Birol能够从细胞表面酶促去除特定聚糖，看看它们的存在与否将改变神经元如何吸收α-突触核蛋白。该研究发现，当去除聚糖时，细胞摄取的α-突触核蛋白簇的量大大减少。
通过分析巨型质膜囊泡，合成膜来源于具有相同蛋白质和脂质成分的真实细胞成分，Birol还能够看到α-突触核蛋白和聚糖之间的详细物理相互作用。“α-突触核蛋白与聚糖的结合具有结构基础，当聚糖被去除后，它会改变α-突触核蛋白与细胞膜相互作用的性质，”Rhoades解释说。
这项研究的重点是乙酰化形式的α-突触核蛋白，它存在于健康和患病的神经元中，并且研究较少。他们发现乙酰化形式更有效地在神经元内形成蛋白质簇，并且是与聚糖相互作用所必需的。“没有人真正强调这些乙酰化版本的重要性，”比罗尔说。“一般来说，我们需要退一步试图了解这种蛋白质如何在细胞间繁殖，我认为聚糖可能是一个方面。”
Rhoades和Birol说，最意想不到的发现是发现neurexin1β是神经元如何吸收α-突触核蛋白的潜在伙伴。他们希望未来对这种突触前蛋白的研究可以为帕金森病和其他神经退行性疾病的新治疗策略提供见解。
在短期内，Rhoades和她的团队希望获得与聚糖结合的α-突触核蛋白的更高分辨率的结构信息。他们还希望这项研究能够激发未来关于α-突触核蛋白乙酰化的研究以及聚糖在疾病进展中的作用，并将为研究可能与帕金森病相关的以前未经研究的蛋白质修饰提供动力。
“有些细胞会自发地内化这些[α-突触核蛋白]蛋白质而有些细胞没有。通常认为细胞上有α-突触核蛋白特异性受体可以内化聚集体。这可能是也可能不是，但是[我们的研究] ]表明它不仅仅是蛋白质受体，而且聚糖也很重要，“Rhoades说。
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