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.2000年1月18日；97(2):571-6.
doi:10.1073/pnas.97.2.571。

加速寡聚化，而不是纤维化，是与早发性帕金森病相关的α-同核蛋白突变的共同特性：对发病机制和治疗的启示

K A康威 1, S J Lee先生, J C罗切特, T T丁, R E威廉姆森, P T小兰斯伯里
附属公司

加速寡聚化，而不是纤维化，是与早发性帕金森病相关的α-同核蛋白突变的共同特性：对发病机制和治疗的启示

K A康威等。 美国国家科学院程序. .

摘要

帕金森氏病（PD）黑质的特征是存在含有纤维α-同核蛋白的路易小体。早发性PD与编码α-同核蛋白的基因中的两点突变有关，这表明疾病可能是由加速纤维化引起的。然而，致病物种的身份及其与α-同核蛋白原纤维的关系尚未阐明。在这项体外研究中，比较了野生型（WT）和两种突变蛋白以及可能模拟杂合子PD患者的等摩尔混合物中单体α-同核蛋白的消失率和纤维状α-同核心蛋白的出现率。虽然其中一个突变蛋白（A53T）和A53T与WT的等摩尔混合物的纤维化速度比WTα-同核蛋白快，但另一个（A30P）和相应的等摩尔混合物与WT纤维化速度较慢。然而，在最终产生纤维的条件下，A30P单体的消耗速度与WT单体相当或稍快，而A53T的消耗速度更快。这些趋势之间的差异表明存在非纤维α-同核蛋白低聚物，其中一些低聚物通过沉淀和凝胶过滤色谱从纤维和单体α-同核素中分离出来。通过原子力显微镜将球体（高度范围：2-6 nm）、球体链（原纤维）和类似圆形原纤维的环（高度：约4 nm）与原纤维（高度：大约8 nm）区分开来。重要的是，抑制α-同核蛋白原纤化但不阻止其寡聚化的候选药物可以模拟A30P突变，从而可能加速疾病进展。

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数字

图1
图1
WT、A53T和A30P的纤维化和β片形成α-突触核蛋白（300μM），然后是三种互补方法。(A类)Thio-T荧光分析显示A53T纤维化最快（红色），其次是WT（白色），然后是A30P（绿色）；最大信号为100000（参见材料和方法). (B类)刚果红细胞结合分析也显示A53T纤维化最快（红色），其次是WT（白色）和然后是A30P（绿色）。(C类)CD光谱检测随机-卷曲（单体）-到-β-片（原纤维）的转变。在第0天，所有三种变体主要是随机线圈。在第31天，过渡对于A53T（红色），β-板结构最完整，较少WT（黑色），A30P未开始（绿色）。
图2
图2
三种α-突触核蛋白的纤维化（Thio-T荧光分析）变体，WT、A53T和A30P（200μM），以及相关的A53T/WT和A30P/WT等摩尔混合物（总蛋白200μM）。(A类)A53T（从左到右）纤维化（红色），1:1A53T/WT（粉红色）和WT（白色）。(B类)（从左到右）WT（白色）的纤维化，1:1 A30P/WT（浅绿色）和A30P（绿色）。注释已展开年轴相对到A类（两个图中绘制了相同的WT运行A类和B类).
图3
图3
原纤化过程中天然未折叠α-突触核蛋白的消耗。将等分样品从与图中所示平行运行的孵化器中取出如图2所示。定量基于凝胶过滤峰值重量，但峰高数据具有可比性。(A类)消耗A53T（红色）、1:1 A53T/WT（粉红色）和WT（白色）纤维化（与图2平行A类).(B类)WT消耗量（白色），1:1 A30P/WT（浅色绿色）和原纤化期间的A30P（绿色）（类似图。2B类). 酒吧不见了，就没有一份分析。
图4
图4
200μM低聚物物种的AFM图像（和横截面）α-突触核蛋白孵育。(A上衣)WT孵化（之前沉淀和凝胶过滤）显示原纤维和原纤维“球体”（5-μm方形）。(中部) 1:1凝胶过滤后A53T/WT培养显示“球体”5.2–5.5纳米（绿色光标和横截面）和2.6–3.6纳米（红色光标和横截面）（2-μm正方形）。(底部) 1:1凝胶过滤后的A30P/WT培养显示4.8–4.9个球体nm（绿色光标和横截面）和3.3–3.5 nm（红色光标和横截面）（2-μm正方形）。(B顶部)1:1 A53T/重量（请参见A中间)，培养后，显示环（5-μm方形；非常明亮的特征可能是无定形聚集体，带有尾巴AFM提示“跳过”）。(中部)的特写同一样品（400-nm正方形）显示两种环类型：圆形和椭圆形。椭圆表面的周期性如横截面所示规则（23nm），最大高度为约。4纳米。(底部)同一个圆环中的另一个孵化器（300-nm正方形），显示约。50 nm以及最大值（3.6–4.1 nm）和最小值之间的差值（2.1–2.2 nm）高度。
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