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.2011年1月5日；100(1):183-92.
doi:10.1016/j.bpj.2010.11.037。

人血清白蛋白与阿尔茨海默Aβ肽相互作用的计量学和亲和力

朱利亚娜·米洛杰维奇 1, 朱塞佩·梅拉奇尼
附属公司

人血清白蛋白与阿尔茨海默Aβ肽相互作用的计量学和亲和力

朱利亚娜·米洛杰维奇等。 生物物理学J. .

摘要

控制阿尔茨海默病Aβ肽在大脑中聚集的一个有希望的策略是将Aβ从中枢神经系统清除到外周血浆中。在血浆蛋白中，人血清白蛋白通过与aβ低聚物结合并阻止进一步生长成纤维，在aβ清除到外周汇中发挥关键作用。然而，白蛋白-Aβ低聚物相互作用的化学计量和亲和力仍有待充分表征。为此，我们通过一种新颖且普遍适用的实验策略，将饱和转移和非共振弛豫NMR实验与超滤、畴删除和动态光散射相结合，来研究Aβ低聚物-白蛋白复合物。我们的结果表明，白蛋白通过在三个白蛋白结构域上均匀分布的位点识别Aβ低聚物，这些位点在1-100nM范围内结合具有类似离解常数的Aβ低聚物，这是根据白蛋白抑制等温线的Scatchard-like模型进行评估的。我们的数据不仅解释了为什么白蛋白能够在生理nM Aβ浓度下抑制淀粉样蛋白的形成，而且与每个Aβ原纤维存在单个高亲和力白蛋白结合位点一致，这避免了延伸的不溶性聚集体的形成。

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数字

图1
图1
HSA的领域组织和本次调查中使用的HSA结构的设计。(一)脂肪酸结合状态下HSA结构的带状图（PDB文件1E7H）（11）。棕榈酸酯分子以填空表示，表示脂肪酸结合位点。域1包含FA1和FA2结合位点，而域2包含FA6和FA7结合位点。域3包含FA 3-5结合位点。药物结合位点表示为Sudlow位点1和2，并列出了它们的代表性药物配体（10）。(b条)本研究中使用的结构。
图2
图2
wt-HSA及其缺失突变体对A一维核磁共振谱的影响β（12-28）肽。(一)30 kDa的频谱过滤1 mM Aβ(12–28). (b条)添加25 mM NaCl会导致显著聚集，如线加宽和强度损失所示。(c（c）–克)添加HSA及其缺失突变体的影响：域12和23以及域3和1。添加所有蛋白质结构后，可以获得类似的线条锐化。(虚线和箭头)不同光谱之间一维强度的比较；虽然蛋白质的添加会导致线条锐化，但它不会导致起始信号强度的恢复。光谱一–c（c）之前曾在其他地方发表过（4），此处报告仅用于比较。
图3
图3
基于STD的剂量反应谱对A的抑制作用β（12–28）HSA及其缺失突变体的自结合。(一)不同的影响K（K）D类不同HSA结合能力A的值和β根据Scatchard-like模型模拟剂量-反应STD曲线上的低聚物浓度。该模型假设HSA中可以绑定A的所有站点完全等效和独立β低聚物。有关此模型的更多详细信息，请参阅本文。(b条–（f）)HSA缺失突变体（即域3、域1、域23和13）和wt-HSA对相对i的影响性病科/我STR公司针对过滤后的A测量的比率β（12–28）肽通过添加25 mM NaCl聚集。所有比率均归一化为添加蛋白质前测得的最大值。(b条和c（c）,虚线和实线)使用Scatchard-like模型和K（K）D类值分别为1和10 nM。(d日,虚线和蓝色实线s） 使用Scatchard-like模型和K（K）D类值分别为20和50 nM。这个范围K（K）D类数值与为域23构造测量的实验数据吻合良好。(红线)基于单个域构造获得K（K）D类值（1和10 nM），假设各个域独立绑定，即简单地缩小面板的单域曲线b条乘以二倍。(e（电子）,f、 绿色和黑色曲线)使用K（K）D类符合实验数据的值。(e、 f，橙色和蓝色线条)基于面板的单域曲线获得c（c），假设A完全独立绑定β低聚物分为两个域和三个域，即简单地缩小面板曲线c（c）分别乘以两倍或三倍。
图4
图4
全长HSA的非选择性非共振弛豫数据与图1所示四个HSA缺失突变体的测量数据之间的相关性b条. (水平轴)特定残留物H的差异α对于聚集的1mM A测量的非选择性非共振弛豫率β添加10之前和之后的（12–28）样品μM全长HSA。(一–d日,垂直轴)加总样本10引起的变化μ四个HSA缺失突变体中的M（分别为域1、域3和域12和域23）。
图5
图5
从0.1mM A的DLS测量中获得的强度与尺寸分布β（1-42）在200人在场和不在场的情况下μHSA的M。(一)样品制备后立即收集的测量值。(b条)在制备后，在37°C下培养48小时的相同样品上进行测量。(遮住的和实体表示法)分别在无HSA和有HSA的情况下进行DLS分析。注意，所有测量均使用12-μL体积细胞和Zetasizer Nano S系统（Malvern Instruments，Malvern，Worcestershire，UK），温度为25°C。
图6
图6
总结HSA和A之间络合物的主要化学计量学和亲和力的示意模型β原纤维。载脂蛋白（PDB文件1AO6）和A的结构β使用原纤维（PDB文件2BEG）生成具有可靠相对尺度的模型。曲线虚线表示A之间可能存在空间位阻β原纤维与不同结构域结合。黑色实线用于比较白蛋白结构域和A的大小β原纤维。虚线箭头表示原纤维的生长方向，而44°对应原纤维的宽度。C端疏水残基用黑色表示，而中央疏水核（CHC）中的疏水残基则用深灰色表示。虽然只有一个aβ原纤维显示在每个白蛋白结构域，我们不能根据我们的数据排除额外A的存在β原纤维。
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