A COMPARATIVE STUDY OF AMYLOID FIBRILS FORMED FROM BETA-AMYLOIDS WITH DIFFERENT LENGTH OF AMINO ACID SEQUENCE

Abstract

Full Text

Накопление в организме человека упорядоченных белковых агрегатов, амилоидных фибрилл, может являться маркером ряда тяжелых нейродегенеративных заболеваний. В частности, бета-амилоид, состоящий из 42 аминокислотных остатков (Ар42), является основным компонентом амилоидных бляшек, накапливающихся в организме пациентов с болезнью Альцгеймера. Однако существуют и другие варианты этого пептида, образующиеся в норме из трансмембранного белка-предшественника бета-амилоида (APP). Одним из них является пептид, состоящий из 40 аминокислотных остатков и не имеющий патогенных свойств (Ар40). Целью настоящей работы стало изучение полиморфизма амилоидных фибрилл на основе Ар40 и Ар42, для чего были проанализированы их морфология, собственные фото-физические характеристики, вторичная структура, а также их взаимодействие с амилоид-специфическим флуоресцентным зондом тиофлавином Т (ThT). С использованием литературных данных была подобрана эффективная методика получения амилоидных фибрилл, основанная на инкубировании бета-амилоидов в 50% гексафторизопропаноле (HFIP) с последующим удалением растворителя из образца. Для изучения полученных амилоидных фибрилл был использован широкий спектр физико-химических методов, таких как электронная микроскопия, КД-спектроскопия, а также абсорбционная и флуоресцентная спектроскопия, которые, в частности, были применены для исследования растворов фибрилл с ThT, подготовленных методом равновесного микродиализа. Показано, что в процессе фибриллогенеза происходит изменение структуры бета-амилоидов с увеличением содержания бета-складчатых областей. Было сделано заключение о более высоком содержании бета-листов в зрелых амилоидных фибриллах на основе Ар42 по сравнению с фибриллами на основе Ар40. Оказалось, что фибриллы на основе Ар40 образуют отдельные тонкие нити, практически не взаимодействующие между собой, а волокна фибрилл на основе Ар42 в тех же условиях имеют склонность к образованию кластеров. Показано, что в фибриллах на основе Ар40 существует один тип связывания ThT, а в фибриллах на основе Ар42 существует еще одна мода связывания красителя, что обусловлено способностью этих фибриллярных волокон к кластеризации. В результате выполнения работы было сделано заключение о том, что даже небольшие изменения в аминокислотной последовательности белков и пептидов (как в случае Ар40 и Ар42) могут приводить к полиморфизму амилоидных фибрилл на их основе. При этом анализ полученных результатов и литературных данных показал, что белки с различной аминокислотной последовательностью могут образовывать сходные по физико-химическим характеристикам амилоидные фибриллы.