Neue Methode verwendet Fluoreszenz zu identifizieren krankheitsauslösende Formen von Proteinen

Eine neue Methode verwendet Fluoreszenz die Erkennung von potenziell krankmachenden Formen von Proteinen, wie Sie enträtseln aufgrund von stress oder Mutationen. Ein team von Wissenschaftlern von der Penn State und der University of Washington entwickelte eine fluoreszierende Substanz und eine Methode entwickelt, um gleichzeitig Leuchten zwei verschiedene Proteine, wie Sie misfold und aggregate im inneren einer lebenden Zelle, Hervorhebung der Formen, die wahrscheinlich eine Rolle spielen in einigen neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson. Zwei neuere arbeiten beschreiben die Methode als online angezeigt, in ChemBioChem und der Zeitschrift der American Chemical Society.

„Um richtig zu funktionieren, Proteine Falten sich in eine sehr genaue Strukturen, aber Umwelt-stress oder pathogenen Mutationen können dazu führen, dass Proteine misfold und zu aggregieren“, sagte Xin Zhang, Assistenzprofessor von Chemie und von Biochemie und von Molekularbiologie an Penn State und Leiter des Forschungsteams. „Protein-aggregation ist ein multi-Schritt-Prozess, und es wird angenommen, dass die Zwischenform, die die bisherigen bildgebenden Verfahren nicht erkannt werden konnte, ist verantwortlich für eine Reihe von Krankheiten, einschließlich Alzheimer, Parkinson, Typ-2-Diabetes und Mukoviszidose. Wir entwickelten die Aggregation zu Tag-Methode — AggTag-zu sehen, dass diese zuvor nicht nachweisbare Zwischenprodukte — lösliche oligomere — wie auch die letzten Aggregate in lebenden Zellen.“

Bisherige Methoden zur Identifikation von protein-aggregation verwendeten fluoreszierenden verbindungen wurden immer leuchtet, das es unmöglich machte, zu unterscheiden, richtig gefaltete Proteine aus der Mittelstufe bilden, weil beide trigger low-level-diffuse Fluoreszenz. Die AggTag Methode verwendet „einschalten von Fluoreszenz -,“ so dass die Verbindung leuchtet nur, wenn die Aufgabe, die fehlfaltung beginnt.

„Wenn die fluoreszierende Substanz hat ausreichend Platz sich zu bewegen, es dreht sich frei und bleibt ausgeschaltet, als in der Gegenwart eines richtig gefalteten protein,“ sagte Yu Liu, research assistant professor für Chemie an der Penn State und der Schlüssel Entwickler der AggTag Methode. „Aber wenn das Eiweiß beginnt zu misfold und aggregate, die Verbindung, die Bewegung wird eingeschränkt und es beginnt zu Leuchten. Diffuse Fluoreszenz zeigt an, dass zwischen-oligomere vorhanden sind, während kleine Punkte von heller Fluoreszenz zeigen, dass der dichter unlöslichen Aggregate vorhanden sind.“

Um dies zu ermöglichen Unterscheidung zwischen Formen, die Forschungs-team überarbeitet die Farbe verursachenden Kern des grün fluoreszierenden proteins (GFP), das Häufig in bildgebenden Studien, da es fluoresziert, wenn ausgesetzt, um bestimmte Wellenlängen des Lichts. Die entwickelte Substanz bindet an einen tag, das wiederum sicherungen, um ein protein für die gezielte Bildgebung.

Das research-team verwendet zwei verschiedene Arten von kommerziell verfügbaren tags, Halo-tag-und SNAP-tag-Nummer, die verwendet werden, wenn mit AggTag induzieren können rot-oder grün-Fluoreszenz, beziehungsweise. Da Halo-tags und SNAP-tags interagieren nicht miteinander, Sie können verwendet werden, um gleichzeitig Bild zwei verschiedene Proteine mit den zwei Farben. Das team entwickelt die tags so, dass die grünen und roten Farben, die rückgängig gemacht werden können, geben den Forschern Optionen für zukünftige Aufnahmen.

„Wir planen, auch weiterhin die Entwicklung dieser Methode, so dass wir signalisieren den übergang von oligomeren in unlösliche Aggregate mit einer Farbe zu ändern,“ sagte Zhang. „Diese Methode bietet eine neue toolbox zu studieren, protein aggregation, die derzeit ein hoch studierte Thema unter Wissenschaftlern. Hoffentlich wird es uns ermöglichen, besser zu verstehen die gesamten Prozess der protein-aggregation und die Rolle jedes einzelnen dieser Formen in der progression von neurodegenerativen und anderen Krankheiten.“