Al離子對tau蛋白R3多肽異常聚集的影響及其機(jī)理.pdf

1、阿爾茨海默癥(Alzheimier’s disease，AD)是一種以進(jìn)行性記憶和認(rèn)知功能障礙為主要臨床特征的老年癡呆癥。神經(jīng)元纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangles，NFTs)是AD的特征性病變。NTFs是由異常聚集的雙股螺旋絲(paired helical filament，PHF)組成。而PHF的主要成分則是微管相關(guān)蛋白(microtubule-associated protein,MAP)Tau構(gòu)成。研究表明，

2、NTFs與AD癥具有高度的相關(guān)性．因此Tau蛋白的異常聚集的分子機(jī)制，成為了研究AD病理的關(guān)鍵所在。 由4個重復(fù)單元組成的Tau蛋白微管結(jié)合區(qū)域MBD(Microtubule BindingDomain)，是整個肽鏈中最敏感的部位。其中對應(yīng)于第三重復(fù)單元的多肽片段R3，對于Tau蛋白的異常聚集而言，是最易發(fā)生的片段。由于R3有最小的自聚集濃度，因此它具有最大的自聚集可能，也就是說，針對R3性質(zhì)的研究，對于解釋Tau異常聚集的機(jī)理

3、有著特殊的重要性。 鋁是在環(huán)境中大量存在、日常生活中應(yīng)用廣泛的一種金屬元素，一直被認(rèn)為與以阿爾茨海默癥為代表的老年癡呆癥有高度的相關(guān)性。值得注意的是，AD癥病人的透析液的鋁離子含量普遍達(dá)到甚至超過了0.5μmol/L。 考慮到鋁對AD癥的潛在影響以及Tau蛋白R3多肽的重要性，我們將兩者聯(lián)合起來，通過觀測鋁對于R3多肽異常聚集的影響，來進(jìn)一步地了解R3多肽片段的性質(zhì)以及鋁對于其二級結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而推測其反應(yīng)機(jī)理。最終的目

4、的是通過對于R3多肽性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的了解，找出潛在的AD癥的治療方法。 論文的主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 1)運(yùn)用Fhs-Fluorescence法檢測鋁離子對于R3異常聚集的影響，同時通過透射電鏡(Transmission Electron Microscope，TEM)觀察形成的螺旋絲的形態(tài)情況。在熒光實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)鋁離子會促進(jìn)R3的自聚集，其中不含鋁的試樣原本有很快的成核過程，但是加入鋁后，抑制了其成核過程，但是最終的成長過

5、程卻要比不含鋁試樣快很多。透射電鏡結(jié)果顯示，含有鋁的試樣中形成的螺旋絲其平均直徑要比不含鋁的試樣螺旋絲粗一些。 2) 運(yùn)用CD光譜檢測鋁離子誘導(dǎo)下的二級結(jié)構(gòu)的變化情況。隨著鋁的加入以及增多，影響了R3片段多肽原有的二級結(jié)構(gòu)，其中的random coil結(jié)構(gòu)在不斷的減少，而a-螺旋結(jié)構(gòu)(a-helix)則不斷增多。 3) 運(yùn)用Raman光譜觀察鋁離子與R3多肽相互作用的情況，推測鋁離子影響R3聚集過程的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：S-S二硫鍵

6、、酰胺Ⅰ、酰胺Ⅲ以及酪氨酸Tyr和天冬氨酸Asp的側(cè)鏈等等都有變化，從而說明鋁離子對于R3多肽片段的二級結(jié)構(gòu)及折疊方式產(chǎn)生作用，進(jìn)而影響R3分子間的相互作用。 4) 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合R3多肽二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測與分析，進(jìn)而推測其可能的作用機(jī)理：在R3多肽中加入鋁離子后，鋁離子憑借其電荷與R3多肽VDLSKV區(qū)域發(fā)生了相互的靜電作用，打破了原有的“鹽鍵”，使得VDLSKV區(qū)域原來的二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成了α-螺旋核心，并以此為核心