Кількісний аналіз зв’язування амінопохідної бензантрону з амілоїдними фібрилами лізоциму
Анотація
Відкладання амілоїдних фібрил у різних тканинах пов’язано з розвитком ряду
нейродегенеративних хвороб. Незважаючи на велику кількість специфічних до амілоїдів зондів,
вони мають багато недоліків, отже, є актуальним пошук більш ефективних маркерів. У даній
роботі оцінювалась можливість використання нового флуоресцентного барвника АМ3 для
селективного визначення фібрилярних білкових агрегатів, отриманих з лізоциму. Високі значення
параметрів зв’язування флуорофору с білком (константи асоціації, молярної флуоресценції та
стехіометрії), визначених в рамках моделі Ленгмюра, свідчать про сильне зв’язування зонда с
нерозчинними агрегатами лізоциму, що робить АМ3 альтернативою до часто використовуваного
специфічного амілоїдного маркеру Тіофлавіну Т. У роботі були також досліджені ефекти
полярності та в’язкості на флуоресцентні властивості АМ3. Зв’язування АМ3 з білком (з його
гідрофобними порожнинами) супроводжуєтся червоним зсувом максимуму спектру флуоресценції
зонда, що може бути пояснено утворення водневих зв’язків між протон-донорними групами білка
та карбонілом АМ3. Довгохвильовий зсув максимуму емісії спостерігався також при збільшенні
довжини хвилі збудження. Це означає, що час переорієнтації розчинника більший за час життя
збужденого стану, тобто має місце повільна релаксація розчинника навколо диполей флуорофора
у збудженому стані. Вимірювання анізотропії флуоресценції показало, що обертальна дифузія
АМ3, зв’язаного з фібрилами є уповільненою. Це свідчить про високу в’язкість мікрооточення
барвника. Виявлені флуоресцентні властивості нової похідної бензантрону створюють передумови
для застосування АМ3 у фундаментальних дослідженнях та медичній діагностиці
Завантаження
Посилання
2. Stefani M., Protein misfolding and aggregation: new examples in medicine and biology of the dark side of the protein world // Biochim. Biophys. Acta 2004. V. 1739. P. 5-25.
3. Goda S., Takano K., Yamagata Y., Nagata R., Akutsu H., Maki S., Namba K., Yutani K. Amyloid protofilament formation of hen egg lysozyme in highly concentrated ethanol solution // Protein Sci. 2000. V. 9. P. 369-375.
4. Gorbenko G., Trusova V., Kirilova, E., Kirilov G., Kalnina I. New fluorescent probes for detection and characterization of amyloid fibrils // Chem. Phys. Lett. V. 495. P. 275 – 279.
5. Volkova K., Kovalska V., Balanda A., Vermeij R., Subramaniam V., Slominskii Y., Yarmolyuk S. Cyanine dye-protein interactions: Looking for fluorescent probes for amyloid structures // J. Biochem. Biophys. Meth. 2007. V. 70. P. 727-773.
6. Groening M. Binding mode of Thioflavin T and other molecular probes in the context of amyloid fibrils – current status // J. Chem. Biol. 2010. V. 3. P. 1-18.
7. LeVine H. Thioflavin T interaction with synthetic Alzheimer’s disease β-amyloid peptides: Detection of amyloid aggregation in solution // Protein Sci. 1993. V. 2. P. 404-410.
8. Khurana R., Coleman C., Ionescu-Zanetti C., Carter S., Krishna V., Grover R., Roy R., Singh S. Mechanism of Thioflavin T binding to amyloid fibrils // J. Struct. Biol. 2005. V. 151. P. 229-238.
9. Kutsenko O., Trusova V., Gorbenko G., Dobrovolskaya E., Striha O., Derkach R. Spectral behaviour of amyloid-specific dyes in protein-lipid systems. III. Congo Red interactions with native proteins // Біофізичний вісник. 2008. Т. 21. С. 50-55.
10. Lai B., Cao A., Lai L. Organic cosolvents and hen egg white lysozyme folding // Biochim. Biophys. Acta. 2000 V. 1543. P. 115-122.
11. 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.
12. Nilsson M. Techniques to study amyloid fibril formation in vitro // Methods. 2004. V. 34. P. 151-160.
13. Biancalana M., Makabe K., Koide A., Koide S. Molecular mechanism of Thioflavin T binding to the surface of β-rich peptide self-assemblies // J. Mol. Biol. 2009. V. 385. P. 1052-1063.
14. Lakowicz J. Principles of fluorescence spectroscopy, Springer: New York, 2006
15. Chattopadhyay A. Mukherjee S. Red edge excitation shift of a deeply embedded membrane probe: implications in water penetration in the bilayer // J. Phys. Chem. B 1999. V. 103. P. 8180-8185.
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).
