Gatilhos moleculares da agregação de sinucleína relacionada à doença no ambiente de Parkinson

08-02-2018 - Descrição
Os trabalhos nesta tese exploram os desafios envolvidos na recapitulação do meio ambiente em que reside a função da família de proteínas sinucleínicas, funções e são participantes ativos na fisiopatologia da doença de Parkinson (DP). A ligação entre a agregação de α-sinucleína (αS ou αsyn) e a neurodegeneração da DP foi estabelecida pela sua presença em forma fibrilar em inclusões intracelulares conhecidas como Corpos de Lewy (LBs) e oligomerização associada, enquanto a β-sinucleína (βS ou βsyn) é pensada por ser um parceiro não fibrilogênico para αS, benéfico para a doença. O trabalho fechado abrange dois tópicos principais que envolvem as sensibilidades ambientais desse papel das proteínas intrinsecamente desordenadas (IDPs) na geração de agregação associada à doença:
1) o impacto da acetilação N-terminal na fibrilação αS e
2) a fonte responsiva ao pH de βS "inibiu a natureza".

Primeiro, geramos um αS acetilado na N-terminal em resposta a uma investigação do estado oligomérico nativo de αS no ambiente fisiológico. Achamos que a acetilação N-terminal tem impacto mínimo no conjunto monomérico desordenado de αS e que não é encontrada evidência de preferência por um tetrameric ou outro tipo de oligômero. Encontramos também que a αS acetilada forma fibrilas em um prazo e morfologia semelhantes como a forma não acetilada da proteína. Embora o impacto na nossa visão de αS como um conjunto de monômero intrinsecamente desordenado seja relativamente não conseqüente, mostramos que, com pelo menos um parceiro de ligação, Cu2 +, a acetilação N-terminal pode ter um impacto significativo in vivo. Cu2 + tinha sido demonstrado in vitro por ter um efeito acelerador exclusivo sobre a fibrilação αS em estequiometrias fisiológicas baixas e, dada a natureza redox ativa do metal e o papel da dyshomeostasis metálica na neurodegeneração, ganhava interesse como um jogador significativo em associação de αS associada à doença. No entanto, mostramos que a acetilação do N-terminal ocorre no mais significativo de três locais de ligação de Cu2 +, bloqueia a ligação do metal e elimina qualquer efeito de aceleração da fibrilação. Portanto, este trabalho força a reconsideração de como o αS acetilado na N interage com parceiros in vivo e o papel final de Cu2 + como um exacerbador da agregação fisiopatológica αS, que pode ainda ocorrer através de outros dois, embora muito mais fracos e vinculativos à histidina e C-terminal.

Na segunda parte desta tese, descobrimos que o modelo para o ambiente fisiológico tipicamente utilizado para concluir que βS não é fibrilográfico em contraste com αS, pode não ser adequado para inferir coisas sobre seu comportamento intracelular. Descobrimos que um pH ligeiramente ácido de 5,8, alcançável em vários sub-ambientes intracelulares, liga um interruptor de fibrilação e permite a βS formar fibrilas. Usamos essa capacidade de resposta ao pH e um conjunto de quimeras permutadas por domínio α / βS para estudar as raízes da natureza propensora a fibrilas βS menos.

Descobrimos através das quimeras que o domínio NAC é o determinante mais significativo do comportamento de agregação e através da eliminação de sites sensíveis ao pH e modelagem de Rosetta de βS em uma estrutura de fibrilina αS, que cadeias laterais ácidas podem modular o interruptor de fibrilação on / off. Isto é ainda demonstrado em mutantes Glu → Ala insensíveis ao pH e a sensibilidade ao pH é sugerida para ser enraizada em cadeias laterais de glutamato. Este trabalho implica que um papel mais complexo para βS na doença e sua parceria com αS pode ser possível do que atualmente entendido e anteriormente não detectado. Esses dois projetos enfatizam que, quando se considera o deslocamento indevido de IDP na neurodegeneração in vitro, é difícil remover o IDP exposto à superfície de seu ambiente em que seu comportamento está tão intrincado entre si, mas também fornece uma visão de fatores que devemos considerar em nossos modelos, incluindo: modificações de co / pós-tradução, parceiros de ligação e pH do ambiente de solução. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Rucore.