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.)]
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.
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.
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.
