מגזין הטכניון | קיץ 2018

מחקר ופיתוח 20 ח וקרים בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון גילו קשר בין המבנה של סלילים הליקליים בחלבונים ובין היווצרות עמילואידים - סיבים המעורבים במחלות ניווניות של המוח. לטענת החוקרים, סלילים הליקליים בעלי מבנה מסוים אינם מיוצבים על ידי הסביבה, ועובדה זו מגדילה את הסבירות להיווצרות עמילואידים. חלבונים הם פולימרים ביולוגיים המורכבים משרשרות של חומצות אמינו המקופלות למבנים תלת-ממדיים המאפשרים להם לתפקד. קיפול לקוי של החלבון עלול לפגוע בתפקודו ולהוביל לשיבושים שונים ובהם היווצרות עמילואידים - מבנים יציבים מאוד הנוצרים משיירי חלבונים משובשים. סיבים אלה נוטים להצטבר במוח כמשקעים וכגושים הגורמים לשורה של מחלות , הנטינגטון 2 ובהן אלצהיימר, פרקינסון, סוכרת סוג וקרויצפלד-יעקב (“הפרה המשוגעת”). יציבותם החריגה מאפשרת להם לשרוד בתנאים ביולוגיים קשים במיוחד. בשל רעילותם של העמילואידים ונזקם הפוטנציאלי, חוקרים רבים ברחבי העולם פועלים לפענוח שאלת העמילואידוגניות - התנאים הגורמים להיווצרות מסיבית של עמילואידים. Biophysical Journal את המחקר שהתפרסם ב- הובילו פרופ’ שמחה סרבניק והדוקטורנט בוריס חיימוב. השניים בחנו את המבנה של הסלילים ההליקליים בחלבון המעורבים ביצירת סיבים אלה. בשלב הראשון הם פיתחו משוואות חדשניות המספקות מידע רב ושימושי על מבנים הליקליים בחלבונים. פורסמו המשוואות ככלי אנליטי חדשני 2016 בשנת . Scientific Reports בכתב העת המדעי בשלב השני נסרקו מקטעים הליקליים קיימים, ומידע על מבנים הליקליים אלה חולץ בעזרת המשוואות שפותחו. המידע הוצלב עם המידע הקיים על מקטעים עמילואידוגניים ונמצאה קורלציה ברורה בין המבנה ההליקלי ובין עמילואידוגניות. הממצאים פורסמו בכתב . Biophysical Journal העת כדי להסביר את הקשר בין המבנה ההליקלי ובין עמילואידוגניות פיתחו החוקרים מודל פיזיקלי המניח כי השינויים במבנה מושפעים מכוחות מייצבים סביבם. על פי מודל זה, האזור ההליקלי יוצר קשרי מימן מפוצלים עם המולקולות הסובבות (לרוב מולקולות מים), וכך נוצרת מעין מעטפת מיגון סביב האזור ההליקלי. המודל שפותח מאפשר להעריך אם האזור ההליקלי מוגן או לא וכך לנבא את רמת העמילואידוגניות שלו; כאשר האזור אינו מוגן צפויה היווצרות של עמילואידים, וכאשר הוא מוגן לא צפויה התפתחות כזאת. המחקר מומן בחלקו על ידי הקרן הלאומית למדע במסגרת בישראל. בוריס חיימוב ערך את המחקר בתמיכת המלגות המכון לננוטכנולוגיה ע”ש ראסל ברי ו ע”ש אירווין וג’ואן ג’ייקובס וע”ש מרים ואהרון גוטווירט. החוקריםמעריכים כי ממצאי המחקר הנוכחי, המבהירים את ההשפעה הסביבתית על מבנים הלקליים בעלי נטייה להיווצרות עמילואידים, יובילו לפיתוח דרכים למניעת היווצרותם של סיבים אלה. http://www.cell.com/biophysj/pdfExtended/S0006-3495 (18)30386-2 למאמר: חוקרים בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון גילו קשר בין המבנה של סלילים הליקליים פרופ’ שמחה סרבניק בוריס חיימוב ההגנה החלבוני מערך