Взаємодія похідної бензантрону з амілоїдним лізоцимом
Анотація
Досліджено фотофізичні властвості АМ18, нової похідної бензантрону, при зв’язуванні з нативним, олігомерним та фібрилярним яєчним лізоцимом. За допомогою флуориметричного титрування показано, що АМ18 більш чутливий до патогенних білкових агрегатів, ніж Тіофлавин Т, проте не може розрізняти зрілі та незрілі фібрили лізоциму. Водночас, отримані величини спорідненості та флуоресцентної відповіді нового зонду на присутність амілоїдного білу були одного порядку аналогічними параметрами нещодавно розроблених маркерів лізоциму, таких як, наприклад Нільський Червоний та ціаніновий барвник 7515. Незважаючи на чуттєве зростання флуоресценції зонду в присутності амілоїдного лізоциму відносно буферу, мінімальна кількість патогенних агрегатів, яку можно детектувати за допомогою 1 мкМ АМ18, виявилася у 10 разів нижчою для розчину амілоїдного і нативного білку через високу спорідненість зонду до мономерів лізоциму. В цілому, внаслідок високих значень квантового виходу та відношень «сигнал – шум» у присутності патогенних білкових агрегатов, АМ18 виявився ефективним інструментом для детектування та характеристики амілоїдів in vitro, проте нездатним виявляти патогенні білкові агрегати in vivo, як наприклад p-FTAA, через чутливість до ліпідів. У порівнянні з дослідженим раніше зондом АМ3 новий зонд показав у 2 раза менші значення відношення «сигнал – шум» та блакитного зсуву максимуму флуоресценції у присутності фібрилярного лізоциму. Це можна пояснити меншою ефективністю переносу заряду від донорної до акцепторної групи зонду АМ18, порівняно з АМ3. На основі порівняння барвника АМ18 із раніше дослідженою серією бензантронових зондів зробили висновок про те, що 5 нм зсув максимуму флуоресценції зонду, що зумовлений ефектом «червоного зсуву», свідчить про можливе зв’язування АМ18 у «глибоких канавках» фібрил, де немає молекул води. Високі значення анізотропії зв’язаного з амілоїдами зонда дозволяють зробити висновок про те, що зростання інтенсивності флуоресценції барвника пов’язано зі зменшенням обертального руху амінозамісника навколо бензантронового ядра, що дозволяє віднести АМ18 до класу молекулярних роторів
Завантаження
Посилання
2. Mishra R., Sörgjerd K., Nyström S., Nordigården A., Yu Y.-C., Hammarström P. Lysozyme amyloidogenesis is accelerated by specific nicking and fragmentation but decelerated by intact protein binding and conversion // J. Mol. Biol. 2007. V. 366. P. 1029-1044.
3. Frare E., Mossuto M. F., Laureto P. P., Tolin S., Menzer L., Dumoulin M., Dobson C. M., Fontana A. Charac-terization of oligomeric species on the aggregation pathway of human lysozyme // J. Mol. Biol. 2009. V. 387. P. 17-27.
4. Hammarström P., Simon R., Sofie Nyström, Konradsson P., Åslund A., Nilsson K. P. R.. A fluorescent pen-tameric thiophene derivative detects in vitro-formed prefibrillar protein aggregates // Biochem. 2010. V. 40. P. 6838-6845.
5. Makwana P. K., Jethva P. N., Roy I. Coumarin 6 and 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene (DPH) as fluorescent probes to monitor protein aggregation // Analyst. 2011. V. 136. P. 2161-2167.
6. Volkova K. D., Kovalska V. B., Losytskyy M. Y., Veldhuis G., Segers-Nolten G. M. J., Tolmachev O. I., Sub-ramaniam V., Yarmoluk S. M. Studies of interaction between cyanine dye T-284 and fibrillar alpha-synuclein // J. Fluoresc. 2010. V. 20. P. 1267-1274.
7. Vus K. O., Trusova V. M., Gorbenko G. P., Kirilova E., Kirilov G., Kalnina I. Quantitative analysis of the benzanthrone aminoderivative binding to amyloid fibrils of lysozyme // Біофізичний вісник. 2010. Вип. 25. № 2. С. 80-87.
8. B. Valeur. Molecular fluorescence: principles and applications, Wiley-VCH: New York, 2001.
9. Kalnina I., Zvagule T., Gabruseva N. Structural changes in lymphocytes membrane of chernobyl clean-up workers from Latvia // J. Fluor. 2007. V. 17. No 6. P. 633-638.
10. Kirilova E., Kalnina I., Kirilov G., Meirovics I. . Spectroscopic study of benzanthrone 3-n-derivatives as new hydrophobic fluorescent probes for biomolecules // J. Fluoresc. 2008. V. 18. P. 645-648.
11. Volkova K. D., Kovalska V. B., Losytskyy M. Y., Fal K. O., Derevyanko N. O., Slominskii Y. L., Tolmachov O. I., Yarmoluk S. M. Hydroxy and methoxy substituted thiacarbocyanines for fluorescent detection of amyloid formations // J. Fluoresc. 2011. V. 21. P. 775-784.
12. Mishra R, Sjölander D, Hammarström P. Spectroscopic characterization of diverse amyloid fibrils in vitro by the fluorescent dye Nile red. Mol. Biosyst. 2011. V. 7. No 4. P. 1232-1240.
13. Kitts C. C., Beke-Somfai T., Norden B. Michler’s hydrol blue: a sensitive probe for amyloid fibril detection // Biochem. 2011. V. 50. P. 3451-3461.
14. Qin L., Vastl J., Gao J. Highly sensitive amyloid detection enabled by Thioflavin T dimers // Mol. Biosyst. 2010. V. 6. P. 1791-1795.
15. Еslund A., Sigurdson C. J., Klingstedt T., Grathwohl S., Bolmont T., Dickstein D. L., Glimsdal E., Prokop S., Lindgren M., Konradsson P., Holtzman D. M., Hof P. R., Heppner F. L., Gandy S., Jucker M., Aguzzi A., Hammarström P., Nilsson K. P. R. Novel pentameric thiophene derivatives for in vitro and in vivo optical imag-ing of a plethora of protein aggregates in cerebral amyloidosis // ACS. Chem. Biol. 2009. V. 4. No. 8. P. 673-684.
16. Krebs M.R.H., Bromley E.H.C., Donald A.M. The binding of Thioflavin-T to amyloid fibrils: localization and implications // J. Struct. Biol. 2005. V.149. P. 30-37.
17. Nepras M., Machalicky O., Seps M., Hrdina R., Kapusta P., Fidler V. Structure and properties of fluorescent reactive dyes: electronic structure and spectra of some benzanthrone derivatives // Dyes Pigm. 1997. V. 35. No 1. P. 31-34.
18. Celej M. S., Jares-Erijman E. A., Jovin T. M. Fluorescent N-arylaminonaphthalene sulfonate probes for amy-loid aggregation of a-synuclein // B. J. 2008. V. 94. P. 4867-4879.
19. Holley M., Eginton C., Schaefer D., Brown L. Characterization of amyloidogenesis of hen egg lysozyme in concentrated ethanol solution // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008. V. 373. P. 164-168.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
