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Deciphering structural intermediates and genotoxic fibrillar aggregates of albumins: a molecular mechanism underlying for degenerative diseases.

構造中間型とアルブミンの遺伝毒性原繊維集合を解読すること:分子機構変性疾患のために基礎をなすこと。

Published date

2013-01-14

Author

Aabgeena Naeem, Samreen Amani

Affiliation

Department of Biochemistry, Faculty of Life Science, Aligarh Muslim University, Aligarh, Uttar Pradesh, India. aabgeenanaim@gmail.com

Abstract

The misfolding and aggregation of proteins is involved in some of the most prevalent neurodegenerative disorders. The importance of human serum albumin (HSA) stems from the fact that it is involved in bio-regulatory and transport phenomena. Here the effect of acetonitrile (ACN) on the conformational stability of HSA and by comparison, ovalbumin (OVA) has been evaluated in the presence and absence of NaCl. The results show the presence of significant amount of secondary structure in HSA at 70% ACN and in OVA at 50% ACN, as evident from far-UV Circular Dichroism (CD) and Attenuated Total Reflection Fourier transformed infra red spectroscopy (ATR-FTIR). Tryptophan and 8-Anilino-1-Naphthalene-Sulphonic acid (ANS) fluorescence indicate altered tryptophan environment and high ANS binding suggesting a compact "molten globule"-like conformation with enhanced exposure of hydrophobic surface area. However, in presence of NaCl no intermediate state was observed. Detection of aggregates in HSA and OVA was possible at 90% ACN. Aggregates possess extensive β-sheet structure as revealed by far-UV CD and ATR-FTIR. These aggregates exhibit increase Thioflavin T (Th T) fluorescence with a red shift of Congo red (CR) absorption spectrum. X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis confirmed the presence of fibrillar aggregates. Single cell gel electrophoresis (SCGE) assay of these fibrillar aggregates showed the DNA damage resulting in cell necrosis confirming their genotoxic nature. Some proteins not related to any human disease form fibrils in vitro. In the present study ACN gives access to a model system to study the process of aggregation.

 

タンパク質の誤った折り畳みと寄せ集めは、最も一般的な神経変性疾患の一部に関係している。
ヒト血清アルブミン(HSA)の重要性は、それがバイオ調節性のおよび輸送現象に関係しているという事実から生じる。
ここでは、HSAと、比較すると、オボアルブミン(OVA)の構造的な安定性のアセトニトリル(ACN)の効果は、NaClの存在と欠如で評価された。
結果は70%のACNのHSAで、そして、50%のACNのOVAで、遠紫外円偏光二色性(CD)から明白なものとして有意な量の二次構造の存在を示す、そして、減弱された全反射フーリエは下に赤い分光学(ATR-FTIR)を変えた。
トリプトファンと8-アニリノ-1-ナフタレン-スルホン酸(ANS)蛍光は、疎水性表面積の強化された露顕でコンパクトな「融解した小球」状のコンフォメーションを示唆している変えられたトリプトファン環境と高いANS結合を示す。
しかしながら、NaClの存在では、中間の状態は観察されなかった。
HSAとOVAの集計の検出は、90%のACNで可能だった。
遠紫外線CDとATR-FTIRによって現されるように、集計は広範囲なβ-シート構造を所有する。
これらの集計は、コンゴレッド(CR)吸収スペクトルの赤方偏移で、増加Thioflavin T(Th T)蛍光を示す。
X線回折(XRD)と走査電子顕微鏡検査(SEM)分析は、原繊維集計の存在を確認した。
これらの原繊維集計の一回の細胞ゲル電気泳動(SCGE)分析は、それらの遺伝毒性性質を確認している細胞壊死に帰着しているDNA損傷を示した。
少しの人間の疾患にも関連していない若干のタンパク質は、生体外で小繊維を形成する。
本研究において、ACNは、寄せ集めのプロセスを研究するために、モデル・システムに接近を許す。


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