Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò của liên kết disulfide trong tương tác của polypeptide amyloid đảo tuỵ với màng
Tóm tắt
Peptide amyloid đảo tuỵ của người (hIAPP) hình thành các sợi amyloid trong các đảo tụy của bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường loại 2. Đã có đề xuất rằng phần đầu N, chứa một liên kết disulfide nội phân tử bảo tồn giữa các dư lượng 2 và 7, tương tác với các màng, cuối cùng dẫn đến tổn thương màng và cái chết tế bào β. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng các biến thể của đoạn hIAPP1–19 và các màng mô hình phosphatidylcholine và phosphatidylserine (tỉ lệ 7:3, theo mol) để kiểm tra vai trò của liên kết disulfide này trong các tương tác với màng. Chúng tôi phát hiện rằng liên kết disulfide có tác động nhỏ đến các tính chất chèn vào màng và hành vi cấu hình của peptide, được nghiên cứu thông qua các kỹ thuật lớp đơn, NMR 2H, huỳnh quang ThT, rò rỉ màng và phổ CD. Kết quả cho thấy liên kết disulfide không đóng vai trò quan trọng trong các tương tác giữa hIAPP và màng. Do đó, việc liên kết này được bảo tồn rất có thể chỉ liên quan đến hoạt động sinh học của IAPP như một hormone.
Từ khóa
#polypeptide amyloid đảo tuỵ #liên kết disulfide #bệnh tiểu đường loại 2 #tế bào β #màng tế bàoTài liệu tham khảo
Abedini A, Tracz SM, Cho JH, Raleigh DP (2006) Characterization of the heparin binding site in the N-terminus of human pro-islet amyloid polypeptide: implications for amyloid formation. Biochemistry 45:9228–9237
Akesson B, Panagiotidis G, Westermark P, Lundquist I (2003) Islet amyloid polypeptide inhibits glucagon release and exerts a dual action on insulin release from isolated islets. Regul Pept 111:55–60
Apostolidou M, Jayasinghe SA, Langen R (2008) Structure of alpha-helical membrane-bound human islet amyloid polypeptide and its implications for membrane-mediated misfolding. J Biol Chem 283:17205–17210
Balla MS, Bowie JH, Separovic F (2004) Solid-state NMR study of antimicrobial peptides from Australian frogs in phospholipid membranes. Eur Biophys J 33:109–116
Bloom M, Davis JH, Mackay AL (1981) Direct determination of the oriented sample NMR spectrum from the powder spectrum for systems with a local axial symmetry. Chem Phys Lett 80:198–202
Brender JR, Lee EL, Cavitt MA, Gafni A, Steel DG, Ramamoorthy A (2008) Amyloid fiber formation and membrane disruption are separate processes localized in two distinct regions of IAPP, the type-2-diabetes-related peptide. J Am Chem Soc 130:6424–6429
Buchoux S, Lai-Kee-Him J, Garnier M, Tsan P, Besson F, Brisson A, Dufourc EJ (2008) Surfactin-triggered small vesicle formation of negatively charged membranes: a novel membrane-lysis mechanism. Biophys J 95:3840–3849
Calvez P, Bussieres S, Eric D, Salesse C (2009) Parameters modulating the maximum insertion pressure of proteins and peptides in lipid monolayers. Biochimie 91:718–733
Demel RA, Geurts van Kessel WS, Zwaal RF, Roelofsen B, van Deenen LL (1975) Relation between various phospholipase actions on human red cell membranes and the interfacial phospholipid pressure in monolayers. Biochim Biophys Acta 406:97–107
Demuro A, Mina E, Kayed R, Milton SC, Parker I, Glabe CG (2005) Calcium dysregulation and membrane disruption as a ubiquitous neurotoxic mechanism of soluble amyloid oligomers. J Biol Chem 280:17294–17300
Engel MFM (2009) Membrane permeabilization by islet amyloid polypeptide. Chem Phys Lipids 160:1–10
Engel MFM, Yigittop H, Elgersma RC, Rijkers DT, Liskamp RM, de Kruijff B, Höppener JW, Killian JA (2006) Islet amyloid polypeptide inserts into phospholipid monolayers as monomer. J Mol Biol 356:783–789
Engel MFM, Khemtémourian L, Kleijer CC, Meeldijk HJ, Jacobs J, Verkleij AJ, de Kruijff B, Killian JA, Höppener JW (2008) Membrane damage by human islet amyloid polypeptide through fibril growth at the membrane. Proc Natl Acad Sci USA 105:6033–6038
Gehman JD, O’Biren CC, Shabanpoor F, Wade JD, Separovic F (2008) Metal effects on the membrane interactions of amyloid-β peptides. Eur Biophys J 37:333–344
Höppener JW, Ahren B, Lips CJ (2000) Islet amyloid and type 2 diabetes mellitus. N Engl J Med 343:411–419
Janson J, Ashley RH, Harrison D, McIntyre S, Butler PC (1999) The mechanism of islet amyloid polypeptide toxicity is membrane disruption by intermediate-sized toxic amyloid particles. Diabetes 48:491–498
Jayasinghe SA, Langen R (2007) Membrane interaction of islet amyloid polypeptide. Biochim Biophys Acta 1768:2002–2009
Kayed R, Head E, Thompson JL, McIntire TM, Milton SC, Cotman CW, Glabe CG (2003) Common structure of soluble amyloid oligomers implies common mechanism of pathogenesis. Science 300:486–489
Khemtémourian L, Killian JA, Höppener JW, Engel MFM (2008) Recent insights in islet amyloid polypeptide-induced membrane disruption and its role in beta-cell death in type 2 diabetes mellitus. Exp Diabetes Res 2008:421287
Knight JD, Miranker AD (2004) Phospholipid catalysis of diabetic amyloid assembly. J Mol Biol 341:1175–1187
Koo BW, Miranker AD (2005) Contribution of the intrinsic disulfide to the assembly mechanism of islet amyloid. Prot Sci 14:231–239
Lau TL, Ambroggio EE, Tew DJ, Cappai R, Masters CL, Fidelio GD, Barnham KJ, Separovic F (2006) Amyloid-β peptide disruption of lipid membranes and the effect of metal ions. J Mol Biol 356:759–770
Nanga RP, Brender JR, Xu J, Hartman K, Subramanian V, Ramamoorthy A (2009) Three-dimensional structure and orientation of rat islet amyloid polypeptide protein in a membrane environment by solution NMR spectroscopy. J Am Chem Soc 131:8252–8261
Reda TK, Geliebter A, Pi-Sunyer FX (2002) Amylin, food intake, and obesity. Obes Res 10:1087–1091
Roberts AN, Leighton B, Todd JA, Cockburn D, Schofield PN, Sutton R, Holt S, Boyd Y, Day AJ, Foot EA, Willis AC, Reid KBM, Cooper GJS (1989) Molecular and functional-characterization of amylin, a peptide associated with type-2 diabetes-mellitus. Proc Natl Acad Sci USA 86:9662–9666
Rushing PA, Hagan MM, Seeley RJ, Lutz TA, D’Alessio DA, Air EL, Woods SC (2001) Inhibition of central amylin signaling increases food intake and body adiposity in rats. Endocrinology 142:5035
Rustenbeck I, Matthies A, Lenzen S (1994) Lipid composition of glucose-stimulated pancreatic islets and insulin-secreting tumor cells. Lipids 29:685–692
Salnikov ES, Mason AJ, Bechinger B (2009) Membrane order perturbation in the presence of antimicrobial peptides by (2)H solid-state NMR spectroscopy. Biochimie 91:734–743
Sparr E, Engel MFM, Sakharov DV, Sprong M, Jacobs J, de Kruijff B, Höppener JWM, Killian JA (2004) Islet amyloid polypeptide-induced membrane leakage involves uptake of lipids by forming amyloid fibers. FEBS Lett 577:117–120
Sreerama N, Woody RW (2000) Estimation of protein secondary structure from circular dichroism spectra: comparison of CONTIN, SELCON, and CDSSTR methods with an expanded reference set. Anal Biochem 287:252–260
Westermark P, Wilander E, Westermark GT, Johnson KH (1987) Islet amyloid polypeptide-like immunoreactivity in the islet B cells of type 2 (non-insulin-dependent) diabetic and non-diabetic individuals. Diabetologia 30:887–892
