Academic literature on the topic 'Alpha-Synuclein, Prion Protein, Aggregation'
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Journal articles on the topic "Alpha-Synuclein, Prion Protein, Aggregation"
Limanaqi, Fiona, Francesca Biagioni, Carla Letizia Busceti, Larisa Ryskalin, Maico Polzella, Alessandro Frati, and Francesco Fornai. "Phytochemicals Bridging Autophagy Induction and Alpha-Synuclein Degradation in Parkinsonism." International Journal of Molecular Sciences 20, no. 13 (July 3, 2019): 3274. http://dx.doi.org/10.3390/ijms20133274.
Full textde Boni, Laura, Aurelia Hays Watson, Ludovica Zaccagnini, Amber Wallis, Kristina Zhelcheska, Nora Kim, John Sanderson, et al. "Brain region-specific susceptibility of Lewy body pathology in synucleinopathies is governed by α-synuclein conformations." Acta Neuropathologica 143, no. 4 (February 9, 2022): 453–69. http://dx.doi.org/10.1007/s00401-022-02406-7.
Full textChen, Merry, Julie Vincent, Alexis Ezeanii, Saurabh Wakade, Shobha Yerigenahally, and Danielle E. Mor. "Heparan sulfate proteoglycans mediate prion-like α-synuclein toxicity in Parkinson’s in vivo models." Life Science Alliance 5, no. 11 (July 5, 2022): e202201366. http://dx.doi.org/10.26508/lsa.202201366.
Full textIljina, Marija, Gonzalo A. Garcia, Mathew H. Horrocks, Laura Tosatto, Minee L. Choi, Kristina A. Ganzinger, Andrey Y. Abramov, et al. "Kinetic model of the aggregation of alpha-synuclein provides insights into prion-like spreading." Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 9 (February 16, 2016): E1206—E1215. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1524128113.
Full textMedvedeva, Maria, Natalia Kitsilovskaya, Yulia Stroylova, Irina Sevostyanova, Ali Akbar Saboury, and Vladimir Muronetz. "Hydroxycinnamic Acid Derivatives from Coffee Extracts Prevent Amyloid Transformation of Alpha-Synuclein." Biomedicines 10, no. 9 (September 12, 2022): 2255. http://dx.doi.org/10.3390/biomedicines10092255.
Full textPrusiner, Stanley B., Amanda L. Woerman, Daniel A. Mordes, Joel C. Watts, Ryan Rampersaud, David B. Berry, Smita Patel, et al. "Evidence for α-synuclein prions causing multiple system atrophy in humans with parkinsonism." Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 38 (August 31, 2015): E5308—E5317. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1514475112.
Full textPiccardo, Pedro, Juraj Cervenak, Ming Bu, Lindsay Miller, and David M. Asher. "Complex proteinopathy with accumulations of prion protein, hyperphosphorylated tau, α-synuclein and ubiquitin in experimental bovine spongiform encephalopathy of monkeys." Journal of General Virology 95, no. 7 (July 1, 2014): 1612–18. http://dx.doi.org/10.1099/vir.0.062083-0.
Full textVaquer-Alicea, Jaime, and Marc I. Diamond. "Propagation of Protein Aggregation in Neurodegenerative Diseases." Annual Review of Biochemistry 88, no. 1 (June 20, 2019): 785–810. http://dx.doi.org/10.1146/annurev-biochem-061516-045049.
Full textJan, Asad, Nádia Pereira Gonçalves, Christian Bjerggaard Vaegter, Poul Henning Jensen, and Nelson Ferreira. "The Prion-Like Spreading of Alpha-Synuclein in Parkinson’s Disease: Update on Models and Hypotheses." International Journal of Molecular Sciences 22, no. 15 (August 3, 2021): 8338. http://dx.doi.org/10.3390/ijms22158338.
Full textCrestini, Alessio, Francesca Santilli, Stefano Martellucci, Elena Carbone, Maurizio Sorice, Paola Piscopo, and Vincenzo Mattei. "Prions and Neurodegenerative Diseases: A Focus on Alzheimer’s Disease." Journal of Alzheimer's Disease 85, no. 2 (January 18, 2022): 503–18. http://dx.doi.org/10.3233/jad-215171.
Full textDissertations / Theses on the topic "Alpha-Synuclein, Prion Protein, Aggregation"
Roostaee, Alireza. "Importance of dimerization in aggregation and neurotoxicity of Prion and [alpha]-Synuclein in prion and Parkinson's diseases." Thèse, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6650.
Full textRyazanov, Sergey. "Oligomer modulator anle138b and related compounds in neurodegeneration and beyond." Doctoral thesis, Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2020. http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1519-8.
Full textFonseca, Ornelas Luis Eduardo Verfasser], Markus [Akademischer Betreuer] Zweckstetter, Tiago Fleming [Gutachter] Outeiro, Henning [Gutachter] Urlaub, Kai [Gutachter] Tittmann, Christian [Gutachter] [Griesinger, and Reinhard [Gutachter] Jahn. "Modulating the aggregation of alpha-synuclein and prion protein with small molecules. / Luis Eduardo Fonseca Ornelas ; Gutachter: Tiago Fleming Outeiro, Henning Urlaub, Kai Tittmann, Christian Griesinger, Reinhard Jahn ; Betreuer: Markus Zweckstetter." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2016. http://d-nb.info/1118846931/34.
Full textMorgan, Sophie. "The prion-like properties of assembled human alpha-synuclein." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/277553.
Full textIljina, Marija. "Aggregation of alpha-synuclein using single-molecule spectroscopy." Thesis, University of Cambridge, 2017. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/263216.
Full textTosatto, Laura. "Insights on alpha-synuclein interaction network and aggregation pattern." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2009. http://hdl.handle.net/11577/3426440.
Full textIl morbo di Parkinson (PD) è la più importante malattia neurodegenerativa riguardante la funzionalità motoria. L'1% della popolazione sopra i 65 anni è affetto da questa malattia. I sintomi principali sono bradichinesia, tremore a riposo, instabilità posturale, rigidità muscolare e, talvolta, problemi cognitivi e della personalità. La causa della malattia è una morte selettiva dei neuroni dopaminergici nella substantia nigra pars compacta. In realtà, la migliore terapia attualmente applicata è puramente sintomatica, e si basa sulla somministrazione del precursore della dopamina, che è il neurotrasmettitore assente nella malattia, o su inibitori delle attività degli enzimi coinvolti nel metabolismo della dopamina. Questa terapia non impedisce un’ulteriore perdita neuronale. Due evidenze correlano la proteina alfa-sinucleina (?-syn) al PD: questa proteina è presente come fibrille amiloidi in aggregati proteici noti come corpi di Lewy, che sono presenti nel cervello dei pazienti, e in secondo luogo, mutazioni di un singolo amminoacido del gene di ?-syn sono correlati all’insorgenza di forme precoci della malattia, con trasmissione autosomica dominante. In questo contesto, la comprensione delle cause molecolari che conducono alla perdita di neuroni e all’aggregazione di ?-syn diventa fondamentale per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. ?-Syn è espressa in tutto il sistema nervoso centrale ed è localizzata presso i terminali presinaptici, tuttavia il suo ruolo biologico non è ancora chiaro. ?-Syn è una natively unfolded protein, ma è in grado di acquisire conformazioni diverse in diverse condizioni, quali la presenza di membrane o solventi organici. La regione centrale della proteina è in grado di acquisire strutture a foglietto ? nelle fibrille amiloidi che vengono riscontrate nei corpi di Lewy. I mutanti patologici (A30P, E46K e A53T) hanno una maggiore propensione per la formazione di oligomeri. Recentemente, si sta rafforzando l'ipotesi che gli oligomeri siano la principale causa della tossicità causata da ?-syn. Studiare il processo di oligomerizzazione è quindi di enorme importanza per la comprensione dei processi che portano alla morte neuronale. I primi passaggi nella creazione di piccoli aggregati sono eventi estremamente rari, e quindi difficili da osservare con maggior parte dei metodi; in più, essendo le fibrille insolubili, la loro struttura non può essere risolta da NMR, né dalla cristallografia a Raggi-X. Diversi studi riportano l’interazione di ?-syn con una grande varietà di proteine, come rilevato da esperimenti di co-immunoprecipitazione o cromatografia di affinità. La rilevanza biologica e la base molecolare di questo processo necessitano di un'ulteriore indagine con metodi ad alta risoluzione come NMR (Risonanza Magnetica Nucleare) o SPR (Surface Plasmon Resonance). Inoltre, tutte le macromolecole in grado di interagire con ?-syn ne provocano il sequestro dal citosol, diminuendo le probabilità di auto-interazione che portano alla sua aggregazione. In questa tesi di dottorato sono stati realizzati studi al fine di ampliare la conoscenza sulla rete di interazione di ?-syn. Dal momento che ogni evento correlato ad un alterato l'equilibrio nel network di interazioni di ?-syn può favorire la fibrillogenesi, l'approccio sperimentale è stato diviso in tre parti: interazioni proteina-proteina, legame alle membrane e studi di aggregazione. Esperimenti mediante SPR sono stati effettuati per verificare l'interazione tra ?-syn e 14-3-3?. La famiglia di chaperone 14-3-3 può interagire e regolare una grande varietà di proteine. Sato et al. (2006) hanno misurato con tecniche SPR la costante di dissociazione tra ? e syn-14-3-3?, riportando un valore di (1,1 ?M). Negli esperimenti effettuati questo dato non è stato riprodotto, e anche lo spettro HSQC di ?-syn marcata con 15N in presenza di tre volte eccesso molare di 14-3-3? non ha fornito prove di un’interazione tra le due molecole. Il legame alle membrane di ?-syn è stato studiato mediante dicroismo circolare (CD). I primi 100 residui della proteina sono in grado di acquisire struttura ?-elicoidale in presenza di micelle e liposomi carichi negativamente. Dati interessanti provengono dallo studio di dimeri di ?-syn costituiti da due mutanti prodotti nel nostro laboratorio (V3C e Syn141C): l’omodimero formato da un ponte disolfuro tra la cisteina posizionata al C-terminale della proteina (dimero C-term) forma un’?-elica distorta in presenza di liposomi di 50 nm di diametro, composti di 50% DMPG 50% DMPC. Il dimero formato dal mutante V3C (dimero N-term) acquisisce struttura ?-elicoidale paragonabile a quella osservata per il legame con micelle di SDS. È possibile che la dimensione (cioè la curvatura) dei liposomi e il legame covalente vincolante la coda C-terminale nel dimero C-term siano la causa dell’alterazione della struttura dell’?-elica. Infine, la self-interazione di ?-syn è stata oggetto di indagine con saggi di fibrillogenesi e di aggregazione. La formazione di fibrille è stata rilevata sulla base della variazione di intensità della fluorescenza della molecola Tioflavina T (ThT); campioni di wild-type ?-syn, dimero C-term e mutanti patologici A30P, E46K e A53T sono stati incubati a 37 °C sotto agitazione; aliquote sono state raccolte a tempi fissi, miscelate con una soluzione di ThT e l’intensità di fluorescenza misurata a 485 nm. Il test ha rivelato che E46K, A53T e il dimero C-term formano fibrille più velocemente rispetto a wild-type ?-syn, il mutante A30P presenta invece un ritardo nella lag-phase. Non è stato possibile ottenere una buona interpolazione dei dati con questo metodo, probabilmente a causa della precipitazione o della rottura delle fibrille di ?-syn, o di eventi di light scattering in cuvetta dovuti alle fibrille. Pertanto, un protocollo pubblicato da Luk et al. (2007) è stato applicato. Questo metodo misura l’aumento della polarizzazione di fluorescenza (FP) di campioni di ?-syn incubati a 37 °C sotto agitazione in una piastra a 96 pozzetti. ?-Syn wild-type, mutanti patologici, dimeri C-term ed N-term sono stati mescolati con ?-syn marcata con Oregon Green 488 (1:100 = Syn-OregonGreen: syn-?), e le variazioni nel tempo di FP sono state registrate. Il confronto tra i campioni dimostra che ?-syn wild-type aggrega più veloce rispetto ai mutanti patologici e al dimero N-term, mentre il dimero C-term presenta il più veloce aumento di FP, con la minor lag-phase.. Il legame covalente al C-terminale sembra favorire l'interazione intramolecolare e quindi l'aggregazione e la fibrillogenesi. Lo spettro NMR è stato registrato per il dimero C-term formato per il 20% da molecole di ?-syn marcate con 15N, ma non è stata rilevata interazione intramolecolare. Inoltre, l’aggregazione di ?-syn è stata testata in presenza di tre proteine. Mentre la presenza di DJ1 non comporta effetti statisticamente significatici sull’aggregazione di ?-syn, la proteina chimerica 3T influenza la velocità di ingrandimento degli oligomeri di ?-syn. Inoltre, il chaperone 14-3-3? mescolato in tre rapporti molari con ?-syn sembra avere un effetto concentrazione dipendente sull’aggregazione di ?-syn, anche se gli errori sperimentali non consentono una interpretazione conclusiva di questa osservazione. Tuttavia, ?-syn in presenza di 14-3-3? equimolare mostra una velocità di aggregazione significativamente più lenta rispetto ai campioni di ?-syn incubati in assenza di 14-3-3?. In conclusione, sono stati raggiunti dei progressi sulla comprensione sul meccanismo molecolare di aggregazione ?-syn, in particolare per ciò che riguarda l'orientamento dell’interazione intramolecolare che porta alla formazione di oligomeri e fibrille, e le proteine in grado di ostacolare la crescita di oligomeri di ?-syn. Inoltre, un nuovo metodo basato sulla polarizzazione di fluorescenza è stata utilizzato per rilevare differenze in velocità di aggregazione e lag phase tra ?-syn e sue varianti. Questa tecnica può essere utilizzata per testare diverse condizioni, molecole e proteine in grado di influenzare l'aggregazione in vitro di ?-syn.
Plotegher, Nicoletta. "Unraveling the mechanisms of alpha-synuclein aggregation and toxicity." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2013. http://hdl.handle.net/11577/3423061.
Full textLa malattina di Parkinson è la seconda malattia neurodegenerative più comune dopo il morbo di Alzheimer e colpisce circa l’1% delle popolazione sopra i 65 anni di età. Questa malattia può essere sia sporadica che familiare e alcune forme genetiche sono dovute a mutazioni nel gene SNCA che codifica per la proteina alfa-sinucleina. Le caratteristiche patologiche principali della malattia di Parkinson sono la morte prevalentemente dei neuroni dopaminergici della substantia nigra pars compacta e la presentza di inclusioni proteiche e lipidiche, dette corpi di Lewy, nei neuroni che sopravvivono nei cervelli dei pazienti affetti dalla malattia. Il componente principale dei corpi di Lewy è una forma di alfa-sinucleina aggregata, fibrillare e ricca di foglietti beta. Il processo di aggregazione di alfa-sinucleina è stato ampiamente studiato negli anni passati: la proteina è non strutturata nella sua forma nativa, ma in condizioni patologiche tende ad aggregare formando specie oligomeriche. Questi oligomeri costituiscono un insieme etereogeneo e transiente e si convertono rapidamente in fibrille amiloidi quando raggiungono una concentrazione critica. Le fibrille amiloidi di alfa-sinucleina si depositano poi nei corpi di Lewy assieme ad altre proteine e lipidi. L’aggregazione di alfa-sinucleina è stata principalmente studiata in vitro, anche se più recentemente maggiori sforzi sono stati effettuati per caratterizzare il processo in modelli cellulari ed animali, per identificare non soltanto i diversi prodotti dell’aggregazione, ma anche i meccanismi tossici ad essi associati, che causano la morte dei neuroni nei pazienti affetti dalla malattia di Parkinson. In questa tesi due questioni principali sono state affrontate: lo studio dell’aggregazione di alfa-sinucleina in cellule utilizzando metodi non convenzionali di microscopia in fluorescenza e la caratterizzazione degli effetti di una famiglia di proteine chaperoniche, le 14-3-3, sul processo di aggregazione. Nella prima parte, due modelli cellulari per lo studio dell’aggregazione di alfa-sinucleina sono stati approntati e caratterizzati: il primo viene ottenuto sovraesprimento soltanto alfa-sinucleina e ha permesso la caratterizzazione di un ensemble di oligomeri eterogenei in cellule vive (circa 6±4 monomeri per oligomero) utilizzando un nuovo metodo di microscopia in fluorescenza chiamato Number and Brightness analysis. Queste specie oligomeriche inducono l’attivazione del sistema autofagico-lisosomiale e la frammentazione dei mitocondri in questo modello cellulare. Il secondo modello cellulare fornisce un metodo per lo studio delle fibrille di alfa-sinucleina e di aggregati più grandi in un ambiente di rilevanza fisiologica: alfa-sinucleina è stata sovrespressa in cellule e l’aggregazione è stata promossa introducendo nel citoplasma delle cellule frammenti di fibrille ottenute da alfa-sinucleina ricombinante, detti seeds. In entrambi i casi la sovraespressione e l’aggregazione di alfa-sinucleina hanno causato morte cellulare, in buon accordo con quello che è stato riportato in precedenza da altri gruppi di ricerca. La caratterizzazione dell’aggregazione di alfa-sinucleina in cellule è continuata osservando la variazione nel metabolismo cellulare, potenzialmente indotta da danni ai mitocondri. Queste variazione sono state quantificate misurando le proprietà della fluorescenza del NADH nei due modelli, rispetto al controllo. Questi risultati hanno mostrato che in cellule che presentano oligomeri o aggregati di alfa-sinucleina, il tempo di vita della fluorescenza del NADH e il suo spettro di emissione cambiano. Quindi, queste misure potrebbero essere ottimizzare per rilevare la presenza di aggregati di alfa-sinucleina in cellule e in vivo, utilizzando un metodo di indagine non invasivo e dye-free. La seconda parte della tesi riguarda l’abilità delle proteine chaperoniche 14-3-3 di interagire con alfa-sinucleina e di interferire con il suo processo di aggregazione, riducendone la tossicità in cellule. Tra le sette isoforme della famiglia di 14-3-3, la 14-3-3 eta può revertire il processo di fibrillazione di alfa-sinucleina in vitro, portando alla formazione di oggetti curvi invece che di fibrille canoniche. Questi oggetti curvi hanno diametri e curvature che dipendono dalla quantità di 14-3-3 eta nel saggio di aggregazione: inoltre, molecole di 14-3-3 eta sono state trovate in questi aggregati, suggerendo la formazione di un complesso stabile costituito dalle due proteine. Quanto la quantità di alfa-sinucleina è troppo grande o i seeds vengono utilizzati per promuovere il processo di aggregazione in vitro, la 14-3-3 eta non è più in grado di interferire con il processo di aggregazione di alfa-sinucleina e viene sequestrata nelle fibrille. Nei modelli cellulari, la sovraespressione di 14-3-3 eta riduce la tossicità indotta da alfa-sinucleina quando quest’ultima è soltato sovraespressa e oligomerizza, ma non quando l’aggregazione in cellule viene promossa dai seeds. È stato mostrato, utilizzando tecniche di image correlation spectroscopy (cross raster image correlation spectroscopy e cross Number and Brightness analysis) che la 14-3-3 eta sovraespressa può interagire con alfa-sinucleina sovraespressa, principalmente alla membrana plasmatica. Inoltre, la 14-3-3 eta viene sequestrata negli aggregati quando il processo di aggregazione di alfa-sinucleina è indotto dai seeds, evidenziando un altro possibile meccanismo di tossicità dovuto all’aggregazione. Tutti i risultati ottenuti in cellule sono in buon accordo con i risultati ottenuti in vitro e precedentemente riportati; questo rafforza ulteriormente l’idea che le proteine 14-3-3 e in particolare l’isoforma eta siano particolarmente interessanti nel contesto dello studio dell’aggregazione di alfa-sinucleina e che potrebbero essere utilizzare per interferire con il processo di aggregazione e ridurne gli effetti tossici.
Goodwin, Jacob J. "The Role of Calcium in Alpha-Synuclein Aggregation: A Potential Mechanism of Neurodegeneration." Thesis, Griffith University, 2014. http://hdl.handle.net/10072/366325.
Full textThesis (PhD Doctorate)
Doctor of Philosophy (PhD)
School of Medical Science
Griffith Health
Full Text
De, Franceschi Giorgia. "Alpha-Synuclein and polyunsaturated fatty acids molecular characterization of the interaction and implication in protein aggregation." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2009. http://hdl.handle.net/11577/3426125.
Full textIl progetto della mia Tesi di dottorato riguarda il problema del folding di proteine ed il loro misfolding, in linea con la ricerca condotta nel laboratorio di Chimica delle Proteine dove è stato principalmente svolto lo studio. La ricerca svolta può essere divisa in due parti. Durante il primo anno di dottorato è stato studiato l’effetto del pH nella fibrillogenesi di proteine, mediante l’analisi delle caratteristiche di un peptide modello. Nel secondo e terzo anno di dottorato, è stata analizzato il complesso formato da alpha-sinucleina umana ed acidi grassi e le implicazioni di questa interazione nel processo di aggregazione della proteina. Di conseguenza, la Tesi è composta da una prima parte riguardante lo studio delle proprietà di aggregazione del peptide apoMb1-29 (Capitolo 1, 2) e di una seconda parte dedicata alla caratterizzazione dell’interazione di alpha-sinucleina con acidi grassi (Capitolo 3, 4). Molte malattie umane, definite anche misfolding diseases, derivano da una non corretta strutturazione delle proteine coinvolte. Un numero sempre maggiore di malattie, come il morbo di Alzheimer e di Parkinson, è correlato al fenomeno dell’aggregazione proteica e all’accumulo anomalo di depositi proteici in diversi tessuti e organi. Questi depositi patologici sono formati da aggregati proteici fibrillari, chiamati fibrille amiloidi. L’amiloide è un polimero proteico non-covalente, stabilizzato da struttura di tipo beta, in cui i diversi betha-strands sono lateralmente associati e formano aggregati fibrillari. Poiché anche proteine e peptidi non direttamente coinvolti in patologie sono in grado di formare fibrille amiloidi in appropriate condizioni, si ritiene che la capacità di formare fibrille sia una proprietà generica delle backbone polipeptidico (Chiti and Dobson, 2006). Comunque, la tendenza ad aggregare e la stabilità delle fibrille dipende dalla sequenza aminoacidica, quindi determinanti intrinseci, come la carica netta, l’idrofobicità, la presenza di residui aromatici e la propensione a formare struttura beta, hanno un ruolo determinante nell’amiloidogenicità di una catena polipeptidica (Pawar et al., 2005). Per comprendere l’importanza della carica netta di una proteina nel suo processo di aggregazione e per analizzare gli effetti dell’interazione elettrostatica nella stabilità delle risultanti fibrille, le proprietà di aggregazione di un peptide, corrispondente al frammento 1-29 di apomioglobina da cuore di cavallo (apoMb1-29), sono state studiate in differenti condizioni di pH. Questo peptide forma velocemente fibrille amiloidi a pH acidi. Il processo a pH 2.0 segue un meccanismo di crescita nucleazione-dipendente, come determinato dall’analisi fluorimetrica mediante Tioflavina T (ThT). Osservazioni mediante microscopia elettronica (TEM) confermano la presenza di fibrille e misure di dicroismo circolare (CD) indicano l’acquisizione di un alto contenuto di struttura secondaria di tipo beta. Mediante l’uso di peptidi derivanti dalla proteolisi di apoMb1-29, è stata poi identificata la regione 7-16 come la più amiloidogenica, infatti, ha un alto grado di idrofobicità, propensione a formare beta-sheet e bassa carica netta. In conclusione, la modulazione della carica netta dei peptidi analizzati, derivante da un cambiamento del pH, è il fattore che primariamente regola formazione di aggregati fibrillari. Inoltre, è stato dimostrato che interazioni di tipo elettrostatico hanno un ruolo determinante anche nel stabilizzare la struttura beta di fibrille mature. Infatti, ThT, TEM e CD hanno evidenziato una veloce e completa disaggregazione delle fibrille, se il pH della sospensione viene portato a valori più basici. Nella seconda parte del mio progetto di dottorato, ho studiato i dettagli molecolari che regolano l’interazione tra alpha-sinucleina (alpha-syn) e acidi grassi, analizzando sia le caratteristiche conformazionali della proteina acquisite in presenza dell’acido grasso, sia lo stato fisico dello stesso lipide. Inoltre, è stato studiato il processo di aggregazione di alpha-syn mediato da acidi grassi, allo scopo di comprendere l’implicazione dei lipidi nella formazione amiloide in vivo. ?-Sinucleina è una proteina solubile di 140 aminoacidi, natively unfolded con funzione sconosciuta. Essa è altamente espressa nel sistema nervoso centrale ed è abbondante nei terminali presinaptici dei neuroni. Questa proteina è caratterizzata dalla presenza di sette ripetizioni imperfette di sequenza aminoacidica (KTKEGV) nella regione N-terminale, da una regione idrofobica centrale (NAC, non-amyloid component) e da una coda C-terminale che presenta numerosi residui acidi. La sovraespressione di ?-syn e mutazioni nel suo gene sono associati a forme precoci della sindrome di Parkinson. Inoltre, alpha-syn è il componente principale dei corpi di Lewy, accumuli citoplasmatici caratteristici del morbo di Parkinson (Spillantini et al., 1998). Il meccanismo con cui un cambiamento nella struttura e nell’espressione della proteina possa portare allo sviluppo della malattia non è ancora stato chiarito. Nonostante l’evidenza di un ruolo chiave nella patogenesi, ci sono ancora poche informazioni sulla funzione fisiologica di alpha-syn a livello neuronale. Tra le varie ipotesi, la funzione di alpha-syn è stata associata anche ad acidi grassi. alpha-Syn sembra essere in grado di interagire con acidi grassi insaturi e polinsaturi, ma non è ancora chiaro se l’interazione coinvolga molecole libere (Sharon et al., 2001), o stati aggregati (micelle, vescicole, oil droplets) di acidi grassi (Broersen et al., 2006; Lücke et al., 2006). Questa interazione modula anche l’oligomerizzazione della proteina. Infatti, studi in vitro hanno evidenziato come alpha-Syn formi multimeri in seguito all’esposizione a vescicole formate da lipidi contenenti PUFA (Perrin et al., 2001). Inoltre, in linee cellulari neuronali trattate con PUFA è stato descritto un aumento della formazione di oligomeri di alpha-syn. Queste strutture potrebbero precedere la formazione di aggregati associati alla neurodegenerazione (Sharon et al., 2003). In questo lavoro di tesi è stato effettuato in primo luogo uno studio sistematico sulle transizioni conformazionali di alpha-syn in presenza di diversi acidi grassi. Dato che il numero di insaturazioni e la lunghezza della catena acilica hanno un importante effetto sullo stato aggregativo dell’acido grasso (monomero, micella, vescicola o oil droplet) e di conseguenza anche nell’interazione con la proteina, l’analisi è stata condotta usando acidi grassi con diverse caratteristiche: acido palmitico (saturo), acido oleico (monoinsaturo) e acido docosaesaenoico (DHA, polinsaturo). Quest’ultimo è un acido grasso omega-3 abbondante a livello delle membrane neuronali. E’ stato osservato che in aree del cervello di pazienti affetti da morbo di Parkinson contenenti inclusioni di alpha-syn, si registra un aumento nel livello di DHA. Gli effetti degli acidi grassi sulla struttura di alpha-syn sono stati analizzati mediante CD e mapping proteolitico. La proteina è unfolded in assenza degli acidi grassi e in presenza di acido palmitico, mentre in seguito al legame con acido oleico e DHA, acquisisce una conformazione alpha-elicoidale mediante una semplice transizione a due stadi. In presenza di DHA, alpha-syn è abbastanza resistente alla proteolisi con proteinasi K e tripsina e il segmento 70-90 contenuto nella regione NAC è maggiormente suscettibile all’attacco proteolitico rispetto alla regione N-terminale. Probabilmente, questo segmento è flessibile ed sufficientemente esposto all’azione proteolitica, nonostante l’analisi CD dimostri la presenza di struttura alpha-elica e gli esperimenti NMR indichino che solo 40 residui del C-terminale risultano essere destrutturati e mobili in presenza di DHA. Successivamente, abbiamo osservato che alpha-syn altera il processo di auto-associazione di DHA. Lo stato fisico del lipide in presenza di alpha-syn è stato analizzato mediante misure di torbidità, dynamic light scattering (DLS), TEM e studi di fluorescenza utilizzando il pirene come sonda. DHA forma oil droplets polidisperse a pH neutro (Namani et al., 2007). alpha-Syn disgrega questi aggregati lipidici, favorendo una diversa forma di auto associazione di DHA. In presenza di alpha-syn sono necessarie concentrazioni minori di acido grasso per ottenere questa specie, caratterizzata da forma più regolare, diametro inferiore e volume idrofobico ridotto. Forme tronche di alpha-syn corrispondenti a diverse parti della catena polipeptidica (syn1-99, syn1-52, syn57-102, syn108-140) sono state utilizzate per ulteriori studi sul ruolo che ciascuna regione ha nell’interazione con il lipide. Analisi CD evidenziano come le sequenze ripetute svolgano un’importante funzione nella transizione ad alpha-elica e, di conseguenza, nell’interazione con DHA. Invece, la regione C-terminale sembra modulare la porzione di proteina che si colloca nel compartimento lipidico. Questi peptidi sono stati utilizzati anche nello studio delle proprietà aggregative di DHA. Ad eccezione di syn108-140, tutti gli altri peptidi alterano il processo di auto-associazione di DHA. Possiamo, quindi, ipotizzare che la regione N-terminale svolge un ruolo cruciale anche nel regolare il processo aggregativo di DHA. Infine, in questo lavoro di tesi si discute l’abilità del DHA, e probabilmente di altri acidi grassi polinsaturi, di indurre la formazione di oligomeri e fibrille di alpha-syn (Perrin et al., 2001; Sharon et al., 2003; Broersen et al., 2006). Gli effetti molecolari di DHA sull’aggregazione di alpha-syn sono stati analizzati mediante CD, elettroforesi su gel nativo, ThT e TEM. La presenza di DHA in un rapporto molare [DHA]/[alpha-syn] di 10, promuove l’aggregazione e la formazione di fibrille della proteina. Al contrario, condizioni saturanti di DHA inducono la formazione di sole specie oligomeriche. DHA esercita un effetto diretto sulla struttura proteica, stabilizzandone una conformazione amiloidogenica, e crea un ambiente che promuove l’aggregazione proteica.
Čarija, Anita. "A multidisciplinary insight into the determinants of protein aggregation." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2017. http://hdl.handle.net/10803/459119.
Full textChronic neurodegenerative disorders, the medical conditions that strike primarily mid- to late-life population, represent a major issue of modern society. Therefore, finding new diagnostic and therapeutic approaches to treat these disorders is a goal of increasing urgency. The neurodegenerative disorders are characterised by intra/extracellular protein misfolding, resulting in the formation of ordered aggregates that are responsible for the onset of these diseases. On the other hand, aggregation represents a major limitation in the industrial production of proteinaceous therapeutic agents. To elucidate the causes behind the formation of these insoluble deposits, the mechanisms by which they mediate cellular toxicity, and how evolution confronts this risk, we employed a multidisciplinary approach to study the determinants of aggregation reactions, using different protein models such as, amyloid β-peptide and α-synuclein. The research presented in this thesis seeks to understand the determinants of protein aggregation and its associated toxicity, in both the cellular environment and in vitro conditions, as well as to investigate how the selective pressure that acts to to avoid the aggregation has shaped the cellular proteomes along the evolution. Implementing a novel structure-based bioinformatic tool, we identify the structural determinants of protein aggregation using bacteria as a model organism. Little is known on the structural determinants that drive the aggregation of a protein to a particular pathway, resulting in diverse aggregated macromolecular structures displaying different toxicity. Here, we address this issue using the Parkinson’s disease-associated intrinsically disordered protein, α-synuclein. Finally, using another intrinsically disordered protein, the amyloid β-peptide and mutants thereof, we identify the conformational species responsible for the cellular oxidative damage caused by the aggregation of this Alzheimer’s linked peptide, employing yeast as a model system. Overall, the work in this thesis attempts to understand fundamental aspects of protein aggregation processes, in both prokaryotic and eukaryotic organisms, highlighting how the interplay between different disciplines might improve our understanding on the impact of protein aggregation in health and disease.
Book chapters on the topic "Alpha-Synuclein, Prion Protein, Aggregation"
Dimitrova-Shumkovska, Jasmina, and Ljupcho Krstanoski. "Alpha-Synuclein Aggregation, Cholesterol Transport, and the 18-kDa Translocator Protein." In Synucleins - Biochemistry and Role in Diseases. IntechOpen, 2020. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.83459.
Full textConference papers on the topic "Alpha-Synuclein, Prion Protein, Aggregation"
Ivey, Paula-Marie E., Arjun Krishnamoorthi, Sehong Min, Jean-Christophe Rochet, and Kevin J. Webb. "Fluorescence Lifetime Imaging of Protein Aggregation to Understand the Etiology of Neurodegenerative Diseases." In CLEO: Applications and Technology. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 2022. http://dx.doi.org/10.1364/cleo_at.2022.jth3a.8.
Full textLanza, M., A. Beretz, A. Stierlé, D. Hanau, M. Kubina, and J. P. Cazenave. "ADRENALINE ACTIVATES HUMAN PLATELETS BUT IS NOT PER SE AN AGGREGATING AGENT. EFFECTS ON PLATELET MORPHOLOGY, MEMBRANEFLUIDITY, FIBRINOGEN BINDING, CYTOPLASMIC FREE CALCIUM AND PROTEIN PHOSPHORYLATION." In XIth International Congress on Thrombosis and Haemostasis. Schattauer GmbH, 1987. http://dx.doi.org/10.1055/s-0038-1643762.
Full textCrouch, Michael F., and Eduardo G. Lapetina. "PHOSPHOLIPASE A2 ACTIVATION BY A MECHANISM SEPARATE TO THAT RESPONSIBLE FOR PHOSPHOLIPASE C STIMULATION IN ALPHA-THROMBIN-STIMULATED HUMAN PLATELETS." In XIth International Congress on Thrombosis and Haemostasis. Schattauer GmbH, 1987. http://dx.doi.org/10.1055/s-0038-1644470.
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