单一蛋白质如何释放与年龄相关的视力丧失

由桑福德·伯纳姆·普拉比斯教授弗朗西斯卡·马拉西博士领导的研究正在帮助揭示黄斑变性的分子秘密，黄斑变性导致近90%的与年龄相关的视力丧失。该研究最近发表在《生物物理杂志》上，描述了一种关键血液蛋白的灵活结构，这种蛋白质涉及黄斑变性和其他与年龄相关的疾病，如阿尔茨海默氏症和动脉粥样硬化。

“血液中的蛋白质处于恒定和不断变化的压力下，因为血液在全身流动的方式不同，”Marassi说。“例如，与心脏周围的较大动脉相比，血液流经眼睛中的小血管的速度更慢。血液蛋白需要能够对这些变化做出反应，这项研究为我们提供了关于它们如何适应环境的基本事实，这对于靶向这些蛋白质进行未来的治疗至关重要。

我们的血液中有数百种蛋白质，但研究人员专注于玻连蛋白，这是最丰富的蛋白质之一。除了在血液中高浓度循环外，玻连蛋白还存在于细胞之间的支架中，也是胆固醇的重要组成部分。

玻连蛋白是许多年龄相关疾病的关键参与者，但对于Marassi的团队来说，最有希望的目标是黄斑变性，它影响了美国多达1100万人。预计到2050年，这一数字将翻一番。

“这种蛋白质是黄斑变性的重要靶标，因为它积聚在眼睛的后部，导致视力丧失。类似的沉积物出现在阿尔茨海默病的大脑和动脉粥样硬化的动脉中，“Marassi说。“我们想了解为什么会发生这种情况，并利用这些知识来开发新的治疗方法。

为了解决这个问题，研究人员有兴趣了解蛋白质在不同温度和不同压力水平下如何改变其结构，从而接近人体中发生的事情。

通过详细的生化分析，研究人员发现，这种蛋白质在压力下可以微妙地改变其形状。这些变化导致它更容易与血液中的钙离子结合，研究人员认为这会导致钙化斑块沉积物的积聚，这是黄斑变性和其他与年龄有关的疾病的特征。

“这是分子结构的非常微妙的重排，但它对蛋白质的功能有很大的影响，”Marassi说。“我们在结构和机制层面上对蛋白质了解得越多，我们就越有可能通过治疗成功靶向它。

这些结构见解将简化黄斑变性治疗的开发，因为它将允许生物技术行业的研究人员及其合作伙伴定制设计抗体，选择性地阻断蛋白质的钙结合，而不会破坏其在体内的其他重要功能。

“将其转化为临床治疗需要一些时间，但我们希望在几年内有一种有效的抗体作为潜在的治疗方法，”Marassi说。“由于这种蛋白质在血液中如此丰富，这种新知识可能还有其他令人兴奋的应用，我们甚至还不知道。

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