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Publicação
Insights into the structure, kinetics and aggregation of α- synuclein by charged metabolites
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.56 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Alpha-Synuclein (αS) is a small intrinsically disordered protein (IDP) abundantly ex-
pressed in presynaptic terminals of neurons that displays a highly amyloidogenic nature.
Pathological conditions can trigger the transition of soluble αS monomers into fibrils in a co-
operative and nucleation-dependent manner. The accumulation of αS in the brain has been
linked to the development of Parkinson's disease (PD).
Amino terminally acetylated αS (Ac-αS) is the physiologically relevant form of the protein
in humans. The crowded pre-synaptic milieu is home to several charged metabolites that can
reach concentrations at the molar scale
in vivo and display remarkable protein-stabilizing prop-
erties. High concentrations of charged metabolites are a vital prerequisite for the formation of
biocompatible ionic liquids (ILs), hinting at the possibility of the formation of endogenous ILs.
The aim of the current study was to assess the effect of a putative naturally occurring IL,
choline glutamate ([Ch][Glu]), on the stability of Ac-αS. Fibrillation assays identified [Ch][Glu]
and NaCl as destabilizing ionic compounds that interact with αS variants in a concentration-
dependent fashion.
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) revealed an unexpected contrasting
behavior of acetylated and non-acetylated αS when interacting with [Ch][Glu]. These differ-
ences are consistent with a more effective destabilization of Ac-αS which might be related to
a of the early onset disruption of N-terminal long-range stabilizing interactions.
This relatively straightforward
in vitro model can be used to elucidate on protein stability
and hence fibrillation propensity as a function of osmolyte fluctuations.
A alfa-sinucleína (αS) é uma pequena proteína intrinsecamente desordenada (IDP) e amiloidogénica abundantemente expressa em terminais pré-sinápticos de neurónios. As con- dições patológicas podem levar à transição dos monómeros solúveis αS para fibrilas de um modo cooperativo e dependente da nucleação. A acumulação de αS no cérebro tem sido li- gada ao desenvolvimento da doença de Parkinson (PD). Nos Humanos, a forma fisiologicamente relevante da αS é acetilada (Ac-αS). O meio pré-sináptico apresenta metabolitos carregados que podem atingir concentrações na ordem dos molares com notáveis qualidades estabilizadoras de proteínas. Concentrações elevadas de metabolitos carregados é um pré-requisito essencial para a formação de líquidos iónicos bio- compatíveis (ILs), sugerindo a possibilidade da formação endógena de ILs. O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade da Ac-αS na presença de glutamato de colina ([Ch][Glu]), como um possível IL natural. Os ensaios de fibrilação permitiram identificar o [Ch][Glu] e o NaCl como sendo desestabilizadores αS e que mecanismo de agregação é dependente da concentração de composto iónico. Os estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) verificaram que a Ac-αS apresenta uma desestabilização mais efetiva que pode estar ligada á disrupção das interações de longo alcance do N-terminal. Este é um modelo in vitro simples que possibilita o estudo de proteínas amilodogénicas em função das variações de osmólitos.
A alfa-sinucleína (αS) é uma pequena proteína intrinsecamente desordenada (IDP) e amiloidogénica abundantemente expressa em terminais pré-sinápticos de neurónios. As con- dições patológicas podem levar à transição dos monómeros solúveis αS para fibrilas de um modo cooperativo e dependente da nucleação. A acumulação de αS no cérebro tem sido li- gada ao desenvolvimento da doença de Parkinson (PD). Nos Humanos, a forma fisiologicamente relevante da αS é acetilada (Ac-αS). O meio pré-sináptico apresenta metabolitos carregados que podem atingir concentrações na ordem dos molares com notáveis qualidades estabilizadoras de proteínas. Concentrações elevadas de metabolitos carregados é um pré-requisito essencial para a formação de líquidos iónicos bio- compatíveis (ILs), sugerindo a possibilidade da formação endógena de ILs. O objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade da Ac-αS na presença de glutamato de colina ([Ch][Glu]), como um possível IL natural. Os ensaios de fibrilação permitiram identificar o [Ch][Glu] e o NaCl como sendo desestabilizadores αS e que mecanismo de agregação é dependente da concentração de composto iónico. Os estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) verificaram que a Ac-αS apresenta uma desestabilização mais efetiva que pode estar ligada á disrupção das interações de longo alcance do N-terminal. Este é um modelo in vitro simples que possibilita o estudo de proteínas amilodogénicas em função das variações de osmólitos.
Descrição
Palavras-chave
Parkinson's Disease Acetylated Alpha-Synuclein Ionic Liquids Choline Glutamate