Untersuchung der Molekülstruktur von Beta-Amyloid

Projektdetails:

Thematik:Ursachenforschung
Förderstatus:abgeschlossen
Art der Förderung:Pilot Projekt
Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Biochemie
Projektleiter:Dr. Anselm Horn
Laufzeit:01. November 2016 - 31. Oktober 2018
Fördersumme:3.900,00 Euro
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Um Alzheimer zu heilen, müssen wir die Ursachen der Krankheit entschlüsseln – ein langwieriger Prozess. Helfen Sie uns darum mit einer Fördermitgliedschaft.


Was wird erforscht?

Typisch für die Alzheimer-Krankheit sind Ablagerungen des Proteins Beta-Amyloid im Gehirn. In diesen Ablagerungen, genannt Plaques, hat Beta-Amyloid eine andere Form als beim gesunden Menschen. Bemerkenswerterweise besitzt Beta-Amyloid in diesen Plaques nicht immer die gleiche Länge. Auffällig sind spezielle kurze Varianten dieses Proteins. Die genauen molekularen Zusammenhänge sind bislang allerdings noch unbekannt. Dr. Anselm Horn von der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen möchte sich diese kurzen Varianten genauer anschauen, um deren Einfluss auf die Gesamtstruktur der Plaques besser verstehen zu können.

Wie geht Dr. Anselm Horn dabei vor?

Dr. Anselm Horn und sein Team werden mit Hilfe von Hochleistungscomputern Moleküldynamik-Simulationen durchführen. Dazu werden die biologischen Systeme aus Protein, Salz und Wasser durch etablierte mathematische Modelle beschrieben. Anschließend können ihre Bewegungen simuliert werden. So lässt sich vergleichsweise günstig und tierversuchsfrei herausfinden, ob und auf welche Weise sich die verkürzten Varianten der Beta-Amyloid-Proteine auf die Plaques auswirken.

Was ist das Ziel des Forschungsprojekts?

Herkömmliche Analyse-Methoden im Labor sind nicht in der Lage, solch detaillierte Informationen über Molekülstruktur und -bewegung von Beta-Amyloid zu liefern. Das Wissen aus diesen Simulationen hilft dabei, den Zusammenhang zwischen molekularen Vorgängen und der Krankheitsentstehung zu verstehen. Nur so lassen sich gezielt neue chemische Wirkstoffe erzeugen, welche die Ablagerung von Beta-Amyloid hemmen oder diese auflösen können.

Was konnte Dr. Anselm Horn herausfinden?

Die verkürzten Varianten der Beta-Amyloid-Proteine bewirken einen deutlich schwächeren Zusammenhalt in den Plaques. Das konnten Dr. Horn und sein Team mit Hilfe der Simulationen zeigen. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass sich aus verkürzten Beta-Amyloid-Proteinen die untersuchten Plaques nicht bilden können. Das verkürzte Beta-Amyloid muss eine andere räumliche Struktur annehmen, in der das Fehlen des einen Endes des Proteins anderweitig kompensiert wird.
Die erzielten Ergebnisse sind nicht nur für die Grundlagenforschung interessant. Sie liefern auch wertvolle Hinweise für die Entwicklung von potentiellen Wirkstoffen, die die Anhäufung und damit die Ablagerung von Beta-Amyloid im Gehirn verringern oder sogar verhindern.

Wofür wurden die Fördermittel verwendet?

Die Fördermittel wurden für Personalkosten (3.400 Euro), zwei Festplatten (300 Euro) sowie für die Teilnahme an Fachkongressen (200 Euro) verwendet.

Wissenschaftliche Publikationen auf Basis des geförderten Projekts

Sölnder, C. A., Sticht, H., Horn, A. H. C. (2017) Role of the N-terminus for the stability of an amyloid-β fibril with three-fold symmetry. PLoS ONE, 12(10).

Horn, A. H. C. (2018) Dynamics of Alzheimer-Peptide Aβ Aggregates. High Performance Computing@RRZE. 7.

Huraskin, D., Horn, A. H. C. (2019) Alkali ion influence on structure and stability of fibrillar amyloid-β oligomers. Journal of Molecular Modeling, 25:37.

Foto: patrick-lux.de


Forschersteckbrief:

Dr. Anselm Horn

Jahrgang:
1970
Alzheimer-Forscher seit:
2010
Geburtsort:
Nürnberg
Familienstand:
verheiratet

Hobbys:
Radfahren, (Lokale) Geschichte, ehrenamtliche Mitarbeit in Elterngremien

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Ich bin Alzheimer-Forscher, weil...

ich meine Faszination für die Aufklärung molekularer Vorgänge mit computergestützten Methoden für eine zielgerichtete Grundlagenforschung an einer der häufigsten Demenz-Krankheiten verwenden und damit in den Dienst der Allgemeinheit stellen möchte.

Mein Forschungsprojekt ist besonders aussichtsreich, weil...

die Zusammenhänge zwischen Struktur und Dynamik von Eiweißablagerungen, wie sie bei der Alzheimer-Krankheit im Gehirn vorkommen, mittels Computersimulationen punktgenau untersucht werden können.

Ich hoffe, dass die Alzheimer-Forschung in 10 Jahren...

die molekularen Ursachen für die Erkrankung aufgeklärt haben wird, um sich dann der Entwicklung von wirksamen Arznei- und Impfstoffen zu widmen.

Persönliche Nachricht:

Mit Ihrer Spende ermöglichen Sie es mir, meine Forschungstätigkeit zur Alzheimer-Krankheit beständig weiterzuführen, unabhängig von meinen anderen Forschungsprojekten. Denn gerade in Zeiten zahlreicher und wechselnder Kooperationen innerhalb und außerhalb der Universität mit unterschiedlichem Inhaltsfokus ist Ihre Unterstützung eine wertvolle Hilfe. Haben Sie vielen Dank dafür!

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Zehn Jahre hat Christa Schneider ihre an Alzheimer erkrankte Mutter Trudi begleitet. In einem bewegenden Interview erzählt sie von ihren Erfahrungen mit der Krankheit. Ihr Fazit: vorbeugen so gut es geht und spenden für die Alzheimer-Forschung.

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