Tau蛋白核心区Tau350-362 通过结合HMT抑制纤维形成的分子机制及其在阿尔茨海默病治疗中的意义

本研究揭示了Tau蛋白核心片段Tau350-362 （PAM4）在阿尔茨海默病（AD）纤维形成中的关键作用，首次证实氢化甲基硫堇（HMT）通过特异性结合该区域抑制β-折叠构象转化，为靶向tauopathies的抑制剂设计提供了新靶点。

　　

研究背景
阿尔茨海默病（AD）等tauopathies的神经病理学标志是神经元内Tau蛋白异常聚集形成的神经原纤维缠结。尽管冷冻电镜（cryo-EM）已解析出Tau纤维的核心结构（Tau_304-380
），但驱动纤维形成的具体分子机制仍不明确。更棘手的是，全长Tau蛋白在体外需要肝素等辅助因子才能聚集，而天然截短片段Tau_297-391
（dGAE）却能自发形成与AD患者脑组织相似的螺旋纤维。此前研究发现，氢化甲基硫堇（HMT）能以亚化学计量比抑制dGAE聚集，但具体作用靶点未知。

关键技术与方法
研究团队通过圆二色谱（CD）监测Tau_306-323
和Tau_350-362
的构象变化，结合透射电镜（TEM）观察纤维形态；利用冷冻电镜验证PAM4纤维的C型结构；采用定点突变和WALTZ算法预测关键氨基酸；通过时间分辨CD分析MT⁺
结合动力学。

研究结果

1. Tau_350-362
的纤维形成与HMT抑制
CD谱显示Tau_350-362
在72小时内从无规卷曲转变为β-折叠构象（218 nm负峰），而HMT处理组信号强度降低80%（p<0.01）。TEM证实HMT（1:5摩尔比）完全阻止纤维形成，而Tau_306-323
的组装不受影响。

2. MT⁺
的分子结合特征
dGAE-C322A纤维与MT⁺
孵育2小时后出现250/300 nm的CD特征峰，表明MT⁺
需依赖β-折叠结构实现手性排列。NanoDrop检测证实HMT与Tau_350-362
的直接结合。

3. 关键氨基酸鉴定
I354A/I360A双突变使Tau_350-362
丧失80%组装能力（TEM计数），且HMT抑制效率下降50%，提示疏水残基Ile³⁵⁴
/Ile³⁶⁰
构成HMT结合口袋。

结论与意义
该研究首次锁定Tau纤维核心的C型结构域（Tau_350-362
）为HMT的作用靶点，揭示其通过占据疏水界面阻断β-折叠堆叠的分子机制。这一发现不仅解释了HMT在tauopathies治疗中的亚化学计量抑制现象，更为设计靶向Tau核心区的小分子抑制剂提供了精确模板。论文由Youssra K. Al-Hilaly等发表于《Journal of Molecular Biology》，为开发下一代抗AD药物奠定了结构生物学基础。