Schnelle Generierung von Amyloid aus nativen Proteinen in vitro

Stephanie M Dorta-Estremera; Jingjing Li; Wei Cao

doi:10.3791/50869

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Methodenartikel

Schnelle Generierung von Amyloid aus nativen Proteinen in vitro

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DOI:

10.3791/50869

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5. Dezember 2013

Stephanie M Dorta-Estremera¹ , Jingjing Li¹ , Wei Cao¹

¹Department of Immunology, The University of Texas MD Anderson Cancer Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Proteine können entweder eine native Struktur annehmen oder sich in unlösliches Amyloid fehlfalten. Bedingungen, die den Fehlfaltungsweg begünstigen, führen zur Bildung verschiedener Arten von Amyloidfibrillen. Die hier beschriebenen Methoden ermöglichen eine schnelle Umwandlung von nativen Proteinen in Amyloid in vitro.

Zusammenfassung

Proteine erfüllen entscheidende Aufgaben in Organismen, indem sie Funktionen ausüben, die aus ihren spezifischen dreidimensionalen Falten hervorgerufen werden. Obwohl die nativen Strukturen von Polypeptiden viele Zwecke erfüllen, ist heute anerkannt, dass die meisten Proteine eine alternative Anordnung von Beta-Faltblatt-reichem Amyloid annehmen können. Unlösliche Amyloidfibrillen werden zunächst mit mehreren menschlichen Beschwerden in Verbindung gebracht, aber sie werden zunehmend als funktionelle Akteure gezeigt, die an verschiedenen wichtigen zellulären Prozessen beteiligt sind. Darüber hinaus enthält Amyloid, das sich im Patientengewebe ablagert, nichtproteinhaltige Bestandteile wie Nukleinsäuren und Glykosaminoglykane (GAGs). Diese Cofaktoren können die Bildung von Amyloid erleichtern, was zur Bildung verschiedener Arten von unlöslichen Niederschlägen führt. Indem wir uns unser Verständnis zunutze machten, wie sich Proteine über ein Zwischenstadium des löslichen Amyloid-Vorläufers fehlfalten, haben wir eine Methode entwickelt, um native Proteine in vitro in Amyloidfibrillen umzuwandeln. Dieser Ansatz ermöglicht es, Amyloid in großen Mengen herzustellen, die Eigenschaften von Amyloid zu untersuchen, das aus bestimmten Proteinen erzeugt wird, und die strukturellen Veränderungen zu bewerten, die mit der Umwandlung einhergehen.

Einleitung

Proteine sind die am häufigsten vorkommenden biologischen Makromoleküle, die in allen Zelltypen vorkommen. Sie kommen in einer Vielzahl von Größen, Strukturen und posttranslationalen Modifikationen vor und erfüllen in ihrer nativen Form eine enorme Bandbreite wichtiger biologischer Funktionen. Mehr als zwei Dutzend aberrante Polypeptide wurden mit zahlreichen pathologischen Erkrankungen des Menschen in Verbindung gebracht, wie z. B. Alzheimer, Parkinson und Typ-2-Diabetes^1-4. Die terminalen fehlgefalteten Proteine akkumulieren als Amyloidfibrillen die unlöslichen stabilen Aggregate, die extrazellulär oder intrazellulär auftreten.