淀粉样多肽寡聚体与磷脂膜相互作用的研究
IAPP、Aβ、α-突触核蛋白等可溶性的多肽/蛋白质的错误折叠会在细胞内外形成不溶性的淀粉样沉积物，这些淀粉样多肽/蛋白的沉积过程可能与Ⅱ型糖尿病（T2DM）、阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等临床综合症密切相关。淀粉样多肽/蛋白质在细胞表面的沉积产生细胞毒性，导致细胞死亡。尽管不同的淀粉样多肽/蛋白质具有不同的氨基酸序列，但最终都生成了不溶性的沉积物，由此推测它们可能具有相似的致病机理。大量的实验研究表明，引发细胞毒性的罪魁祸首可能是在聚集过程中形成的寡聚中间体，这些寡聚体和生物膜的相互作用可能破坏了膜的完整性，或引发了氧化应激、内质网应激、线粒体功能障碍等一些病理过程。 本文中我们选用人胰岛淀粉样多肽（hIAPP）和β-淀粉样多肽（Aβ）的核心区域hIAPP18-27和Aβ25-35作为模型肽，选用POPC/POPG4∶1脂质体作为模型膜，研究了肽寡聚体的结构以及寡聚体的结构性质与寡聚体破坏磷脂膜的能力之间的关系。我们首先利用hIAPP18-27和其左右旋氨基酸交替的同分异构体制备了两种寡聚体，通过钙黄绿素泄漏实验和31P核磁共振实验检测了寡聚体对POPC/POPG4:1的磷脂膜的破坏能力。我们发现左右旋氨基酸交替肽的寡聚体破坏磷脂膜的能力大于左旋肽的寡聚体。我们通过圆二色谱、透射电子显微镜、核磁共振氢谱和荧光猝灭实验研究了寡聚体的结构特征。我们发现左右旋氨基酸交替肽寡聚体采用伸展的PPII构象，而左旋肽寡聚体采用无规卷曲构象。与左旋肽寡聚体相比左右旋氨基酸交替肽寡聚体的结构更松散，疏水暴露更大。左旋肽的结构改变是从无规卷曲到β-折叠，而左右旋氨基酸交替肽结构改变是从PPII到α-折叠，结构的改变减少了寡聚体对膜的破坏作用。我们的结果表明，具有伸展肽链的寡聚体比卷曲肽链的寡聚体对膜的损伤能力强，且肽与肽之间的相互作用会减弱寡聚体的破坏能力。 我们还分别用Aβ25-35和C端酰胺化的Aβ25-35两种短肽为模型肽构建了两种寡聚体，通过实验发现尽管两种寡聚体的肽单体都具有无规卷曲构象，但C端酰胺化的Aβ25-35寡聚体的疏水暴露程度较高，向β-折叠构象转变速度较慢，对POPC/POPG4:1的磷脂膜的损伤程度较大，这归因于C端酰胺化的肽具有更多的净剩正电荷，所以形成的寡聚体结构排列更加松散，疏水暴露程度更大。
淀粉样多肽;寡聚体;磷脂膜;分子相互作用;病理过程
吉林大学
硕士
物理化学
李菲
2020
中文
Q516;Q507
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）