С помощью биоинформатических методов исследования в Аβ1-42 пептиде были определены амилоидогенные участки Аβ16-25, Аβ31-40 и Аβ33-42, отвечающие за формирование фибрилл. Фрагменты были синтезированы в достаточных количествах, а качество препаратов проверено с помощью масс-спектрометрического анализа. Для исследования их амилоидогенных свойств были применены методы флуоресцентной спектроскопии (связывание с ThT), электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа (РСА). Все три фрагмента в условиях 5% DMSO и 50 мМ Tris-HCl (pH 7,5) взаимодействуют с ThT. При этом фрагменты Аβ31-40, Аβ33-42 полимеризуются в виде фибрилл разной морфологии, а фрагмент Аβ16-25 формирует не свойственные для большинства амилоидов полимеры в виде пленок. Согласно данным рентгеноструктурного анализа фибриллы всех фрагментов показывают наличие двух основных рефлексов (4,6-4,8 Ǻ и 8-12 Ǻ), характерных для кросс-β структуры, что указывает на их амилоидную структуру. Анализ экспериментальных данных и структурное моделирование позволило заключить, что основным строительным блоком при формировании фибрилл фрагментами Аβ1-42 пептида является кольцевой олигомер. Взаимодействие кольцевых олигомеров различным образом приводит к формированию полимеров разной морфологии. На основании совокупности данных предложена новая модель фибриллобразования.
Аβ пептид, амилоидогенные фрагменты Аβ1-42 пептида, амилоиды, биоинформатика, новая модель амилоидообразования, Ab peptide, amyloidogenic fragments of А
1. Сурин А.К., Григорашвили Е.И., Суворина М.Ю., Селиванова О.М., Галзитская О.В. Определение участков пептида Аβ(1-40), вовлеченных в образование амилоидных фибрилл. Биохимия (Москва), 2016, т. 81, с. 999-1007. [Surin A.K., Grigorashvili E.I., Suvorina M.Yu., Selivanova O.M., Galzitskaya O.V. Determination of regions involved in amyloid fibril formation for Aβ(1-40) peptide. Biochemistry (Moscow), 2016, vol. 81, pp. 762-769 (in Rus.)]; EDN: https://elibrary.ru/WHYHLD
2. 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-β42Peptide from Different Suppliers. J. Alzheimer’s Dis., 2015, vol. 47, pp. 583-593.
3. 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.; DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp691; EDN: https://elibrary.ru/RHPRZD
4. Selivanova O.M., Surin A.K., Marchenkov V.V., Dzhus U.F., Grigorashvili E.I., Suvorina M.Yu., Glyakina A.V., Dovidchenko N.V., Galzitskaya O.V. The mechanism underlying amyloid polymorphism is opened for alzheimer’s disease amyloid-β peptide. J. Alzheimer Dis., 2016, vol. 54, pp. 821-830.
5. Makin O.S., Serpell L.C. X-ray diffraction studies of amyloid structure. Methods Mol. Biol., 2005, vol. 299, pp. 67-80.
6. Malinchik S.B., Inouye H., Szumowski K.E., Kirschner D.A. Structural Analysis of Alzheimer’s β(1- 40) Amyloid: Protofilament Assembly of Tubular Fibrils. Biophysical J., 1998, vol., pp. 537-545.
7. Selivanova O.M., Grigorashvili E.I., Suvirina M.Yu., Dzhus U.F., Nikulin A.D., Marchenkov V.V., Surin A.K., Glyakina A.V., Galzitskaya O.V. X-ray diffraction and electron microscopy data for amyloid formation of Aβ40 and Aβ42. Data in Brief, 2016, vol. 8, pp. 108-113.; DOI: https://doi.org/10.1016/j.dib.2016.05.020; EDN: https://elibrary.ru/WWGJAF
8. Inouye H., Fraser P.E., Kirschner D.A. Structure of aB-crystallite assemblies formed by Alzheimer β-amyloid protein analogues: analysis by x-ray diffraction. Biophysical J., 1993, vol. 64, pp. 502-519.
9. Astbury W.T., Dickinson S., Bailey K. The X-ray interpretation of denaturation and the structure of the seed globulins. Biochem J., 1935, vol. 29, pp. 2351-2360.
10. Eanes E.D., Glenner G.G. X-ray diffraction studies on amyloid filaments. Histochem. Cytochem., 1968, vol. 16, pp. 673-677.
11. Cohen A.S., Calkins E. Electron microscopic observations on a fibrous component in amyloid of diverse origins. Nature, 1959, vol. 183, pp. 1202-1203.
12. Shirahama T., Cohen A.S. High-resolution electron microscopic analysis of the amyloid fibril. J. Cell. Biol,. 1967, vol. 33, pp. 679-708.
13. Benditt E.P., Eriksen N. Amyloid, III. A protein related to the subunit structure of human amyloid fibrils. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1967, vol. 55, pp. 308-316.
14. Nielsen E.H., Nybo M., Svehag S.-E. Electron microscopy of prefibrillar structures and amyloid fibrils. Methods Enzymol., 1999, vol. 309, pp. 491-496.
15. Bhak G., Lee G-H., Hahn G-S., Paik S.R. Granular Assembly of α-Synuclein Leading to the Accelerated Amyloid Fibril Formation with Shear Stress. PLoS ONE, 2009, vol. 4, e4177.
16. Shankar G.M., Li S., Mehta T.H., Garcia-Munoz A., Shepardson N., Smith I., Brett F.M., Farell M.A., Rowan M.J., Lemere C.A., Regan C.M., Walsh D.M., Sabatini B.L., Selkoe D.J. Amyloid-β protein dimers isolated directly from alzheimer' brains impair synaptic plasticity and memory. Nature Medicine, 2008, vol. 14, pp. 837-842.
17. Quist A., Doudevski I., Lin H., Azimova R., Ng D., Frangione B., Kagan B., Ghiso J., Lal R. Amyloid ion channels: a common structural link for protein-misfolding disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005, vol. 102, pp. 10427-10432.
