文摘
铜之间的相互作用2 +与第一个16阿尔茨海默氏症amyliod的残留物<我>β我>肽,<我>Aβ我>(1- 16),研究了人血清白蛋白(HSA)在体外通过等温滴定量热法在溶液的pH值7.2和310 K。溶解参数恢复从延长溶解模型表明,HSA参与铜离子的运输。之间的配合物<我>Aβ我>(1- 16),提出了铜离子是一个异常的相互作用在阿尔茨海默病的发展,铜的地方2 +参与<我>Aβ我>(1- 16)聚合。稳定的指标表明,HSA铜移除2 +从<我>Aβ我>(1- 16),迅速,减少Cu-induced聚合的<我>Aβ我>(1- 16),降低了毒性<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +显著。
1。介绍
阿尔茨海默病的特点之一是积累的淀粉样斑块之间在大脑中神经细胞(神经元)。β淀粉样蛋白是一种蛋白质片段剪掉的淀粉样前体蛋白(APP)。在一个健康的大脑中,这些蛋白质碎片分解和消除。在阿尔茨海默病,碎片积累形成困难,不溶性斑块。阿尔茨海默氏症和心脏病是严重过剩的铜和铁。研究人员仍在试图全面了解其斑块和神经元纤维缠结导致记忆丧失和其他症状以及如何逆转这些变化防止疾病或停止。然而,今天可供选择的治疗方法,可以帮助病人管理阿尔茨海默氏症的症状和延迟它的进展。乙酰胆碱有助于某些大脑细胞参与记忆之间传递消息。在阿尔茨海默氏症,这些脑细胞开始死亡和乙酰胆碱的数量减少。胆碱酯酶抑制剂降低乙酰胆碱的分解和提高其水平。 This reduces some of the symptoms of Alzheimer's disease. HSA carries metal ions, including physiological Ca2 +、锌2 +、有限公司2 +,铜2 +,以及有毒的Cd2 +和倪2 +(<一个href="#B1">1一个>- - - - - -<一个href="#B5">5一个>]。
虽然认知障碍的病因在阿尔茨海默病(AD)并不完全了解,据报道,acetylcholine-producing神经元退化老年痴呆症患者的大脑中。胆碱能的损失程度与认知障碍的程度和淀粉样蛋白斑块的密度。
加兰他敏、三级生物碱,是一种竞争、可逆的乙酰胆碱酯酶的抑制剂。可以假设加兰他敏的行动疗效增强胆碱能功能。这是通过增加乙酰胆碱的浓度通过可逆抑制胆碱酯酶的水解。如果这种机制是正确的,加兰他敏的影响可能减少疾病过程的进步和更少的胆碱能神经元功能完好无损。在人类中,铜2 +的发展是必要的结缔组织,神经覆盖物,骨头。铜2 +还参与铁和能量代谢。铜2 +作为还原剂的酶、超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶、赖氨酰化氧,多巴胺羟化酶,和其他几个氧化酶类,减少氧气分子。铜2 +人体缺乏是罕见的,但当它发生导致正常红血球的,着色不足的贫血,白细胞减少和neuropenia,包容儿童的骨质疏松症。过度饮食锌2 +会导致铜2 +缺乏。慢性铜2 +在人类毒性是罕见的,主要与肝损伤相关。姜黄素与解决和预防阿尔茨海默疾病有关的斑块或存款体内和体外。流行病学资料表明,姜黄素的消耗与阿尔茨海默病的发病率较低。然而,水溶液的姜黄素的溶解度极低,这限制了其系统性吸收和治疗的潜力。提出了一种新的方法来治疗或预防注射与阿尔茨海默病相关淀粉样斑块形成高度集中的血液serum-solubilized姜黄素(<一个href="#B2">2一个>,<一个href="#B6">6一个>- - - - - -<一个href="#B11">10一个>]。本研究的目的是评估HSA的构象变化<我>Aβ我>(1- 16)由于他们<我>Aβ我>(1- 16)绑定到铜2 +离子。
2。材料和方法
人血清白蛋白(HSA);MW = 66411 gr /摩尔)和三羟甲基氨基甲烷盐液从西格玛化工有限公司获得的等温滴定微量热实验研究四通道商业微量热系统。铜的解决方案(4毫米)是通过使用汉密尔顿注射器注入量热滴定容器,装有1.8毫升HSA (27.43米)。注入铜溶液灌注血管重复了28次,10L /注射。热量信号的数字电压表测量是计算机记录系统的一部分。每个注入的热计算的“测温Digitam 3”软件程序。铜溶液的稀释热测量如上所述除了HSA被排除在外。HSA +铜的热2 +kJmol交互计算−1,如图<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/fig1/" target="_blank">1一个>。
等温滴定量热法(ITC)测量在VP-ITC超灵敏微热量计(MicroCal,北安普顿,MA)<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +交互。的程序如下。
铜2 +(0.7毫米)和解决方案<我>Aβ我>(1- 16)(75米)的解决方案也准备了玫瑰缓冲区(20毫米,150毫米氯化钠,pH值7.2,在310 K)。在滴定,8L的铜2 +解决方案是注射5分钟间隔到量热滴定容器,装有1.46毫升<我>Aβ我>(1- 16)。细胞在307 rpm搅拌。滴定法是由310 K。肽浓度估计的BCA化验(皮尔斯生物技术)。注入铜2 +解决方案到容器重复30次,8每注入。热量信号的数字电压表测量是计算机记录系统的一部分。每个注入的热计算的“测温Digitam 3”软件程序。热稀释的铜2 +测量解决方案如上所述扣除<我>Aβ我>(1- 16)。热稀释的铜2 +解决方案被减去的焓变<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +交互。稀释的加热<我>Aβ我>(1- 16)可以忽略不计。微热量计是经常校准电过程中学习。的热<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +kJmol交互计算−1,如图<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/fig2/" target="_blank">2一个>。
3所示。结果与讨论
我们先前已经表明,加热水溶剂的配体+ HSA交互系统,可以通过以下方程计算(<一个href="#B11">10一个>- - - - - -<一个href="#B20">19一个>]: 是HSA的加热+铜2 +交互和代表所有HSA的热值在饱和或<我>Aβ我>(1- 16)。的参数和的索引是生物分子稳定的低和高铜2 +离子的浓度,分别。可以表示如下: 绑定的一部分铜吗2 +离子的结合位点是游离铜的分数吗2 +离子。我们可以表达分数,如总铜2 +浓度除以最大浓度的铜2 +在饱和的储蓄帐户如下: (铜2 +是铜的浓度2 +离子和是铜的最大浓度2 +离子在HSA饱和。或表明积极或消极的协同的高分子与配体结合,分别;表明非合作的绑定。和是游离和结合金属离子的相对贡献的加热稀释在缺乏HSA的稀释热的,可以计算铜2 +离子在缓冲区,,如下所示:
HSA +铜的热2 +和<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +相互作用,被安装(<一个href="#EEq1">1一个>整个铜)2 +组成。在拟合过程中,可调参数改变直到最好的实验和计算数据之间的协议是接近(数据吗<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/fig1/" target="_blank">1一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/fig2/" target="_blank">2一个>)。这些交互恢复绑定参数(<一个href="#EEq1">1一个>)都列在表中<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/tab1/" target="_blank">1一个>和<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/tab2/" target="_blank">2一个>。计算和实验结果(图之间的协议<一个href="//www.newsama.com/journals/bca/2012/208641/fig2/" target="_blank">2一个>)是引人注目的,给了很大的支持的使用(<一个href="#EEq1">1一个>)。和值HSA +铜2 +相互作用是积极的,这表明在低和高铜的浓度2 +离子,HSA的结构是稳定的。表明bindingis非合作。的和值<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +相互作用是消极的(不稳定的<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +复杂),表明微量的铜离子可以诱导β-淀粉样蛋白的积累和学习能力可以显著延缓一个困难的跟踪调节的任务。HSA +铜2 +复杂的更稳定<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +复杂,导致铜转移<我>Aβ我>人类血清白蛋白(1 - 16),可以抑制聚合,减少<我>Aβ我>(1- 16)毒性。消极的和值表明<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +复杂的不稳定,导致聚合<我>Aβ我>(1- 16)肽,对其fibrillization产生影响。大的和积极的和值表明,稳定HSA +铜2 +复杂的原因把铜的强劲趋势2 +离子从<我>Aβ我>(1- 16)HSA和减少老年痴呆症的风险。这些解释表明,铜转移<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +人血清白蛋白抑制聚合,减少<我>Aβ我>(1- 16)毒性。稳定性指标表明,HSA为铜更高的亲和力2 +离子。因此,可以建议保险公司是一个很好的竞争反应物去除铜2 +离子从<我>Aβ我>(1- 16)。铜离子在溶液中强烈的互动与人类血清白蛋白就是明证大的和积极的和值显著和稳定了HSA结构。提出了一种新的方法来防止淀粉样斑块形成与阿尔茨海默病相关的注射血清白蛋白HSA +铜为了保持稳定2 +复杂主要针对不稳定<我>Aβ我>(1- 16)+铜2 +的人。我们的研究结果表明,HSA优先结合有毒的<我>Aβ我>(1- 16)抑制其增长更大<我>Aβ我>(1- 16)程序集。
希望这个建议被证明成功,人类的应用将小说有利于预防阿尔茨海默病斑形成或可能逆转现有的斑块。
我们假设<我>Aβ我>(1- 16)聚合诱导铜(就是负值)中扮演着重要角色在阿尔茨海默病的神经病理学。上面的解释与我们的结果一致。协会绑定常量的铜<我>β我>要大得多,而这对HSA亲和力较低。<我>Aβ我>(1- 16)结构大大动摇的结果绑定到铜2 +离子−29.967的价值就体现了这一点。
4所示。结论
大的和积极的和值表明,铜2 +稳定HSA结构明显。消极的和值表明,复合物之间<我>Aβ我>(1- 16),提出了铜离子是一个异常的交互与阿尔茨海默病的发展,铜的地方2 +参与<我>Aβ我>(1- 16)聚合。宝贵的方法可以预测大约治疗使用扩展的体外溶解模型。
承认
伊玛目霍梅尼国际大学和大学的金融支持德黑兰。
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