Zgłębianie wiedzy na temat drogi prowadzącej do Alzheimera
Anatomia "normalnego" mózgu bardzo różni się od anatomii mózgu pacjenta cierpiącego na chorobę Alzheimera. Ogólnie rzecz biorąc, objętość kory mózgowej, odpowiedzialnej za wszelkie funkcje intelektualne, jest zmniejszona, a przestrzenie pomiędzy fałdami kory stają się większe. Na poziomie mikroskopowym, dwie główne zmiany postrzegane są jako tak zwane płytki i sploty. Płytki amyloidowe najczęściej składają się ze skupionych peptydów B-amyloidowych (Ab). Formowanie się płytek może prowadzić do dysfunkcji neuronów i śmierci. Powszechnie wiadomo, że metale przejściowe, tj. cynk (Zn), miedź (Cu) i żelazo (Fe) są obecne w płytkach amyloidowych w nieprawidłowo podniesionych stężeniach. Odgrywają również istotną, choć mało znaną, rolę w procesie agregacji. Celem projektu "Zrozumienie roli metali przejściowych w chorobie Alzheimera na poziomie cząsteczkowym" (Metalzcomp) było odkrycie, w jaki sposób metale przejściowe wpływają na zachowanie nieprawidłowo funkcjonującego białka. Badacze stworzyli symulacje komputerowe zachowania dwóch uproszczonych aminokwasów, kwasu asparaginowego (Asp1) i alaniny (Ala2), aby określić ich zachowanie w dwóch warunkach, w próżni i w rozpuszczalniku (woda). Wyniki pokazały, że dla interakcji przejścia metalu i peptydu, użycie rozpuszczalnika jest konieczne. Przy zastosowaniu symulacji komputerowych i środków analizy w ramach funkcjonału gęstości, zbadano dynamikę molekularną tej interakcji metal-Ab. Zespół projektu skupił się głównie na zachowaniu jonów Cu(I) i Cu(II), uwzględniając aminokwasu histydyny (His). Poprzez porównanie skróconej wersji przyjętego modelu o strukturze całkowicie solwatowanej, ujawniono nieznany dotąd zbiór mechaniki cząsteczkowej. Badaczom udało się z powodzeniem zarejestrować dokładny ruch cząsteczkowy oraz przesunięcie aminokwasu His w pozycji 6 w związku z cząsteczkami wody oraz rolą jonów Cu(I)/Cu(II). Wyniki projektu mają potencjał, by dać podłoże do dalszych badań zachowania na podstawie submikroskopowej wielu złożonych czynników związanych z rozwojem choroby Alzheimera. Ujawnianie szczegółów na tym etapie niewątpliwie stworzy ramy dla rozwoju molekularnych terapii farmaceutycznych w celu zaadresowania związanych z nią określonych ścieżek biochemicznych.
