Zeitschrift für Chromatographie und Trenntechniken
Offener Zugang

Abstrakt

Rolle verschiedener Regionen von α-Synuclein bei der Interaktion mit der Gehirnfettsäure DHA

Giorgia De Franceschi und Patrizia Polverino de Laureto

α-Synuclein ist ein Protein, das an der Parkinson-Krankheit beteiligt ist. Seine Interaktion mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren im Gehirn stößt auf großes Interesse. Zuvor haben wir die Interaktion von α-Syn mit Docosahexaensäure (DHA) untersucht und eine wechselseitige Wirkung zwischen dem monomeren Protein und der Fettsäure beobachtet. α-Syn nimmt eine α-helikale Sekundärstruktur an, bei der sich schnell ein Gleichgewicht zwischen seiner freien und der lipidgebundenen Form einstellt. In der α-helikalen Form ist das Proteinsegment 73-102 flexibel und weist keine beständige Struktur auf. DHA bildet in Gegenwart des Proteins Öltröpfchen. Um die Beteiligung verschiedener Bereiche des Proteins an der Interaktion mit DHA auf molekularer Ebene zu untersuchen, wurden verkürzte Proteinspezies hergestellt (syn1-99, syn1-52, syn57-102 und syn108-140) und ihre Fähigkeit zur Interaktion mit DHA mittels Zirkulardichroismus und proteolytischer Kartierung analysiert. CD-Daten zeigten, dass alle Peptide, außer dem der C-terminalen Region, in der Lage sind, in Gegenwart von DHA eine Alpha-Helix-Struktur anzunehmen. Die unterschiedlichen Molverhältnisse Polypeptid/DHA, die zum Erreichen der maximalen Faltung erforderlich sind, und der unterschiedliche endgültige Helixgehalt der beiden N-terminalen Peptide (syn1-99, syn1-52) und des NAC-Peptids (syn57-102) legen nahe, dass die Sequenzwiederholungen eine wichtige Rolle beim α-Helix-Übergang und damit bei der Interaktion mit DHA spielen. Die Proteolyseexperimente zeigten, dass alle verkürzten Spezies in Gegenwart sättigender DHA-Konzentrationen resistent gegen Proteolyse sind, was darauf hindeutet, dass fast alle Reste an der Interaktion mit dem Lipid beteiligt sind. Die C-terminale Region scheint dagegen nur den Teil des Moleküls zu modulieren, der im Lipidkompartiment vergraben ist. Darüber hinaus wurde auch die Fähigkeit der Peptide analysiert, die Selbstassemblierung der Fettsäure zu beeinflussen. Dabei zeigte sich, dass die interagierenden Peptide über das positiv geladene N-Terminus auch den physikalischen Zustand von DHA verändern.