Tập hợp protein: không chỉ là fibril

Biochemical Society Transactions - Tập 37 Số 4 - Trang 682-686 - 2009
Mark R.H. Krebs1, Kristin R. Domike1, Athene M. Donald1
1Cavendish Laboratory, University of Cambridge, J.J. Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, U.K.

Tóm tắt

Sự tập hợp của các protein bị sai gập thành các sợi amyloid, cũng như tầm quan trọng của bước này đối với nhiều bệnh lý, đã được biết đến nhiều. Tuy nhiên, ngày càng rõ ràng rằng sợi không phải là cấu trúc duy nhất mà các protein có sự khác nhau lớn về kiểu hình có thể có. Xung quanh điểm iso điện, khi điện tích net hầu như bằng không, các hạt nano có kích thước đồng nhất và gần như vô định hình sẽ hình thành. Các hạt này được phát hiện có chứa một số đoạn cấu trúc β-sợi có giới hạn, nhưng tổ chức tổng thể của chúng là ngẫu nhiên. Những hạt nano này có tiềm năng hữu ích cho các ứng dụng như việc giải phóng thuốc chậm. Các sợi amyloid hình thành xa điểm iso điện, nhưng trong một số khoảng nhất định, chẳng hạn như pH, các sợi không tồn tại tự do, mà hình thành các tập hợp siêu sợi gọi là spherulites. Những cấu trúc này bao gồm các sợi tỏa ra từ một nhân trung tâm và hình thành do các loài mới gắn vào đầu của các sợi đang phát triển, chứ không phải do sự tập hợp của các sợi đã tồn tại. Dưới kính hiển vi phân cực, chúng thể hiện hình dạng giống như hình chữ thập Malta do đối xứng của chúng. Tốc độ tập hợp được xác định bởi các yếu tố liên quan đến (ít nhất là) kích thước protein, nồng độ, sự hiện diện của muối và điện tích. Sự xuất hiện của spherulites, đã được phát hiện trong cả in vivo cũng như in vitro, dường như là phổ quát, mặc dù các yếu tố xác định sự cân bằng giữa sợi tự do và spherulite vẫn chưa rõ ràng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Dobson, 2003, Protein folding and misfolding, Nature, 426, 884, 10.1038/nature02261

Krebs, 2007, Protein particulates: another generic form of protein aggregation?, Biophys. J., 92, 1336, 10.1529/biophysj.106.094342

Krebs, 2004, The formation of spherulites by amyloid fibrils of bovine insulin, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 101, 14420, 10.1073/pnas.0405933101

Bromley, 2006, Mechanisms of structure formation in β-lactoglobulin near the isoelectric point, Eur. Phys. J. E, 21, 145, 10.1140/epje/i2006-10055-7

Danilatos, 1990, Review and outline of environmental SEM at present, J. Microsc., 162, 391, 10.1111/j.1365-2818.1991.tb03149.x

Donald, 2003, The use of environmental scanning electron microscopy for imaging wet and insulating materials, Nat. Mater., 2, 51, 10.1038/nmat898

Lakowicz, 1999, Principles of fluorescence spectroscopy, 2nd edn

Palupi, 2000, Bovine β-lactoglobulin receptors on transformed mammalian cells (hybridomas MARK-3): characterization by flow cytometry, J. Biotechnol., 78, 171, 10.1016/S0168-1656(00)00210-8

Krebs, 2008, Common motifs in protein self-assembly, Faraday Discuss., 139, 265, 10.1039/b715879c

Sagis, 2002, Mesoscopic structure and viscoelastic properties of β-lactoglobulin gels at low pH and low ionic strength, Food Hydrocolloids, 16, 207, 10.1016/S0268-005X(01)00084-4

Jin, 2003, Imaging linear birefringence and dichroism in cerebral amyloid pathologies, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 100, 15294, 10.1073/pnas.2534647100

Manuelidis, 1997, Evolution of a strain of CJD that induces BSE-like plaques, Science, 277, 94, 10.1126/science.277.5322.94

Snow, 1994, An important role of heparan sulfate proteoglycan (Perlecan) in a model system for the deposition and persistence of fibrillar A β-amyloid in rat brain, Neuron, 12, 219, 10.1016/0896-6273(94)90165-1

Acebo, 1999, Primary amyloid tumor (amyloidoma) of the jejunum with spheroid type of amyloid, Pathology, 31, 8, 10.1080/003130299105449

Taniyama, 2000, Localized amyloidosis in canine mammary tumors, Vet. Pathol., 37, 104, 10.1354/vp.37-1-104

Domike, 2007, Thermal dependence of thermally induced protein spherulite formation and growth: kinetics of β-lactoglobulin and insulin, Biomacromolecules, 8, 3930, 10.1021/bm7009224

Rogers, 2006, Optical microscopy of growing insulin amyloid spherulites on surfaces in vitro, Biophys. J., 90, 1043, 10.1529/biophysj.105.072660

Krebs, 2005, The mechanism of amyloid spherulite formation by bovine insulin, Biophys. J., 88, 2013, 10.1529/biophysj.104.051896

Serpell, 1997, The molecular basis of amyloidosis, Cell. Mol. Life Sci., 53, 871, 10.1007/s000180050107

Krebs, 2005, The binding of thioflavin-T to amyloid fibrils: localization and implications, J. Struct. Biol., 149, 30, 10.1016/j.jsb.2004.08.002

Rogers S.S. Some Physical Properties of Amyloid Fibrils Ph.D. Thesis 2004 Cambridge, U.K. Cambridge University

Thông tin
Thông tin xuất bản

Biochemical Society Transactions

Tập 37 Số 4

682-686

Thông tin tác giả