阿尔兹海默病和帕金森病严重威害人类健康。人们研究它们的发病机理发现,它们分别与p淀粉样(Aβ)多肽和a突触核(AS)蛋白的错误折叠和聚集密切相关。由于错误折叠和聚集,这些蛋白从正常生理状态下可溶性单体聚集成致病的可溶性的毒性聚集体和不可溶性淀粉样纤维,伴随着组织损伤和疾病的产生。因此,人们开始尝试从新的角度分析、研究和治疗AD,例如寻找可抑制寡聚体生成的化合物,或将已形成的纤维解聚成无毒性的聚集体而非有毒性的纤维前体。然而,目前关于这类化合物的研究报导尚不充分,这些化合物的作用机理仍不清楚。近年研究发现,金属离子能引发Ap多肽和AS蛋白构象转变,诱导它们形成毒性聚集体。我们设想：可寻找有效的金属离子络合剂,通过其对金属离子的捕捉作用,抑制金属离子与蛋白的相互作用,减少金属离子诱导蛋白纤维化聚集和神经毒性。尽管对于神经退性疾病的治疗目前尚无临床根治性药物,但一些天然小分子化合物因潜在用于治疗此类疾病而被重视。在这些天然小分子化合物中,姜黄素可以与金属离子和神经退行性疾病相关蛋白发生相互作用。然而,目前关于姜黄素与金属离子共同干预下对Ap多肽和AS蛋白的纤维化和神经毒性的影响报导甚少。此外,海藻糖因显著抑制Ap多肽聚集引起了重点关注。基于AS蛋白与Ap多肽纤维化动力学机理的相似性,我们推测海藻糖亦可能抑制AS蛋白的聚集而可能潜在地用于治疗PD。本文试图通过研究姜黄素对金属离子诱导的蛋白聚集和神经毒性的干预作用以及海藻糖对AS蛋白聚集和神经毒性的影响,探索这些小分子化合物在神经退行性疾病中的预防与治疗作用机理,为开发它们为治疗神经退行性疾病新药提供理论基础。本文的主要发现如下：(1)姜黄素对铝(Ⅲ)离子和铁(Ⅲ)离子诱导丝素蛋白构象转变的干预作用基于丝素蛋白与神经退行性疾病相关蛋白的相似性,我们采用丝素蛋白为模型蛋白,研究姜黄素对铁离子和铝离子诱导的蛋白构象转变的影响。研究发现,铁离子和铝离子均能明显促进丝素蛋白构象向p-折叠转变；姜黄素因对金属离子具有强络合能力,而抑制金属离子诱导丝素蛋白构象向p-折叠转变的作用。有意义的是,本章研究进一步发现,当[Al(Ⅲ)]/[curcumin]混合比介于1：1至1：2时,形成的Al(Ⅲ)-curcumin络合物,不仅可以有效抑制丝素蛋白β-折叠的形成,而且可将已形成的ê-折叠构象解折叠成无规卷曲构象。(2)姜黄素对铝(Ⅲ)离子诱导Aβ42多肽聚集及神经毒性的抑制作用铝(Ⅲ)能明显促进Aβ42多肽纤维化,增加Aβ42多肽的神经毒性,而姜黄素能抑制此过程。此外,姜黄素因对金属离子具有强络合能力,不仅可抑制金属离子诱导Aβ42纤维化作用,而且形成的铝(Ⅲ)—姜黄素络合物可将已形成的Aβ42纤维解聚集成低毒性的无定形聚集体。(3)海藻糖对野生型和A53T突变型α-突触核蛋白纤维化聚集的干预作用海藻糖与野生型AS蛋白共孵育时,在孵育前期,海藻糖诱导形成较大的野生型AS无定形聚集体,在孵育后期,这些预形成的较大无定形聚集体被解聚成小的非折叠态的无定形聚集体甚至单体。此外,当存在低浓度海藻糖干预时,海藻糖虽不能有效抑制A53T突变型AS原纤维的形成,但在孵育后期可将已形成的A53T突变型AS原纤维解聚集成可溶性的非折叠态聚集体甚至单体。当存在高浓度海藻糖干预时,海藻糖通过稳定A53T-AS寡聚体和原丝结构,显著抑制A53T-AS纤维的形成。(4)海藻糖和姜黄素干预野生型和A53T突变型α-突触核蛋白在转基因PC12细胞模型中的过表达和细胞毒性浓度低于1mM的海藻糖以及姜黄素与铝以1：1混合时生成的络合物,能明显抑制野生型AS和A53T突变型AS蛋白在转基因PC12细胞内的过表达,且能抑制野生型AS和A53T突变型AS在细胞内的毒性,提高细胞活力。此外,姜黄素与铝以1：1混合时,生成的络合物,能明显抑制双氧水和铝离子诱导的AS过表达和神经毒性。本文研究表明,铝(Ⅲ)—姜黄素络合物和海藻糖可能是潜在的神经退行疾病治疗药物,值得进一步研究和证实。