Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54035 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MOLECULAR BIOPHYSICS AND PHYSICS OF BIOMOLECULES МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ UNUSUAL STRUCTURE OF AGGREGATES FORMED BY THE FRAGMENT OF Аβ16-25 PEPTIDE AND PERSPECTIVES FOR ITS USE IN BIOTECHNOLLOGY НЕОБЫЧНАЯ СТРУКТУРА АГРЕГАТОВ, ОБРАЗОВАННЫХ ФРАГМЕНТОМ Аβ16-25 ПЕПТИДА, И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БИОТЕХНОЛОГИИ Селиванова О М Selivanova O M seliv@vega.protres.ru Горбунова Е Ю Gorbunova E Yu Мустаева Л Г Mustaeva L G Григорашвили Е И Grigorashvili E I Суворина М Ю Suvorina M Yu Никулин А Д Nikulin A D Сурин А К Surin A K Галзитская О В Galzitskaya O V ogalzit@vega.protres.ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru Филиал ФГБУН Института биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН ru Branch of M.M.Shemyakin and Yu.A.Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences ru Филиал ФГБУН Института биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН ru Branch of M.M.Shemyakin and Yu.A.Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 229 232 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54035/view

С помощью биоинформатических методов исследования был найден фрагмент участка последовательности Аβ1-42 пептида, отвечающий за его амилоидогенные свойства - KLVFFAQNVG (Аβ16-25). Данный фрагмент был химически синтезирован и получен в достаточных количествах для изучения процесса его амилоидообразования. По данным электронной микроскопии (ЭМ) этот фрагмент в условиях 5 % DMSO и 50 мМ Tris-HCl, pH 7,5 формирует не характерную для большинства амилоидов морфологию в виде широких плоских лент/пленок до 150 и более нм шириной. Такая морфология представляет интерес как бионаноматериал для адсорбции различных биологических объектов от белков и их комплексов с белками и нуклеиновыми кислотами до вирусных частиц. Несмотря на необычность морфологии полимеров, образованных пептидом Аβ16-25, препараты данного фрагмента по данным рентгеноструктурного анализа показывают наличие двух основных рефлексов (4,6-4,8 Ǻ и 8-12 Ǻ), характерных для кросс-β структуры амилоидных фибрилл.

Using bioinformatics methods, fragment KLVFFAQNVG (Аβ16-25) was found in the sequence of peptide Аβ1-42 responsible to its amyloidogenic properties. The fragment was chemically synthesized and obtained in sufficient amounts for studying the process of its amyloid formation. According to the electron microscopy data, under 5% DMSO and 50 мМ Tris-HCl, pH 7.5 this fragment forms morphology uncharacteristic of most amyloids. This morphology looks like wide flat ribbons/films up to 150 nm and higher. The morphology is of interest as bionanomaterial for adsorption of different biological objects from proteins and their complexes with proteins and nucleic acids to viral particles. Though the morphology of polymers formed by the Аβ16-25 fragment is unusual, according to X-ray diffraction data its preparations display the presence of two main reflections (4.6-4.8 Ǻ and 8-12 Ǻ) characteristic of cross-b structure of amyloid fibrils.

 Аβ пептид амилоидогенные фрагменты Аβ1-42 пептида амилоиды бионаноматериалы биоинформатика Ab peptide amyloidogenic fragments of А β1-42 peptide amyloids bionanomaterial bioinformatics

Sanchez de Groot N., Pallarйs I., Avilйs F.X., Vendrell J., Ventura S. Prediction of “hot spots” of aggregation in disease-linked polypeptides. BMC Struct. Biol., 2005, pp. 5-18. Sanchez de Groot N., Pallarys I., Avilys F.X., Vendrell J., Ventura S. Prediction of “hot spots” of aggregation in disease-linked polypeptides. BMC Struct. Biol., 2005, pp. 5-18. Garbuzynskiy S.O., Lobanov M.Y., Galzitskaya O.V. FoldAmyloid: a method of prediction of amyloidogenic regions from protein sequence. Bioinformatics, 2010, vol. 26, pp. 326-332. Garbuzynskiy S.O., Lobanov M.Y., Galzitskaya O.V. FoldAmyloid: a method of prediction of amyloidogenic regions from protein sequence. Bioinformatics, 2010, vol. 26, pp. 326-332. Suvorina M.Yu., Selivanova O.M., Grigorashvili E.I., Nikulin A.D, Marchenkov V.V., Surin A.K., Galzitskaya O.V. Studies of Polymorphism of Amyloid-β42 Peptide from Different Suppliers. Journal of Alzheimer’s Disease, 2015, vol. 47, pp. 583-593. Suvorina M.Yu., Selivanova O.M., Grigorashvili E.I., Nikulin A.D, Marchenkov V.V., Surin A.K., Galzitskaya O.V. Studies of Polymorphism of Amyloid-β42 Peptide from Different Suppliers. Journal of Alzheimer’s Disease, 2015, vol. 47, pp. 583-593. Sunde M., Blake C. The structure of amyloid fibrils by electron microscopy and X-ray diffraction. Adv. Protein Chem., 1997, vol. 50, pp.123-159. Sunde M., Blake C. The structure of amyloid fibrils by electron microscopy and X-ray diffraction. Adv. Protein Chem., 1997, vol. 50, pp.123-159. Рекстина В.В., Горковский А.А., Безсонов Е.Е., Калебина Т.С. Амилоидные белки поверхности микроорганизмов: структура, свойства и значение для медицины. Вестник РГМУ, 2016, т. 1, с. 4-13. [Rekstina V.V., Gorkovskii A.A., Bezsonov E.E., Kalebina T.S. Cell surface amyloid proteins of microorganisms: structure, properties and significance in medicine. Vestnik RGMU, 2016, vol. 1, pp. 4-13. (In Russ.)] Rekstina V.V., Gorkovskiy A.A., Bezsonov E.E., Kalebina T.S. Amiloidnye belki poverhnosti mikroorganizmov: struktura, svoystva i znachenie dlya mediciny. Vestnik RGMU, 2016, t. 1, s. 4-13. [Rekstina V.V., Gorkovskii A.A., Bezsonov E.E., Kalebina T.S. Cell surface amyloid proteins of microorganisms: structure, properties and significance in medicine. Vestnik RGMU, 2016, vol. 1, pp. 4-13. (In Russ.)] Alteri C.J., Xicohténcatl-Cortes J., Hess S., Caballero-Olín G., Girón J.A., Friedman R.L. Mycobacterium tuberculosis produces pili during human infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, vol. 104 (12), pp. 5145-50. Alteri C.J., Xicohténcatl-Cortes J., Hess S., Caballero-Olín G., Girón J.A., Friedman R.L. Mycobacterium tuberculosis produces pili during human infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, vol. 104 (12), pp. 5145-50. Collinson S.K., Doig P.C., Doran J.L., Clouthier S., Trust T.J., Kay W.W. Thin, aggregative fimbriae mediate binding of Salmonella enteritidis to fibronectin. J Bacteriol. 1993, vol. 175 (1), pp. 12-8. Collinson S.K., Doig P.C., Doran J.L., Clouthier S., Trust T.J., Kay W.W. Thin, aggregative fimbriae mediate binding of Salmonella enteritidis to fibronectin. J Bacteriol. 1993, vol. 175 (1), pp. 12-8. Dai B., Li D., Xi W., Luo F., Zhang X., Zou M., Cao M., Hu J., Wang W., Wei G., Zhang Y., Liu C. Tunable assembly of amyloid-forming peptides into nanosheets as a retrovirus carrier. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015, vol. 112, pp. 2996-3001. Dai B., Li D., Xi W., Luo F., Zhang X., Zou M., Cao M., Hu J., Wang W., Wei G., Zhang Y., Liu C. Tunable assembly of amyloid-forming peptides into nanosheets as a retrovirus carrier. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015, vol. 112, pp. 2996-3001.