作者:Diana C. Rodriguez Camargo et al.
发表日期:2021年8月
发表期刊:Frontiers in Molecular Biosciences


研究背景

通过前的的工作中,作者开发了一种可以从高纯度单体重组天然人IAPP开始监测聚集动力学的方案。该方案包括生产重组人IAPP肽以确保序列均匀性,使用重复的尺寸排阻色谱法仔细控制肽的初始条件和质量,以分离单体,反应容器的惰性,静止条件和完全没有有机溶剂。利用这些因素产生了高度可重复的动力学数据。

为了将IAPP聚集的测量与潜在的微观过程联系起来,对动力学数据进行了全局分析,确定了整个聚合过程背后的一组最小的微观步骤及其相关的速率和重要性。该策略表明,IAPP聚合机制占主导地位。

实验方法

为了研究参与IAPP聚集的微观过程,作者需要制备IAPP的单体,通过探索通过探索缓冲液组成、pH、温度和排阻树脂等多种条件。作者发现刚性烯丙基右旋糖酐/双丙烯酰胺基质(如Tricorn 10/300 GL Sephacryl S-100 HR柱)与IAPP的相互作用最小。这允许单体与聚集体的良好分离,并能够分离均匀的样品。初始的HiPrep 16/60 Sephacryl S-100 HR SEC显示存在更高级的物种以及单体IAPP。将含有单体IAPP的级分合并,并对它们进行另一轮尺寸排除(使用Tricorn 10/300 GL Sephacryl S-100),获得非常纯的单体IAP样品。作者在制备了IAPP单体后开展了一系列的IAPP聚合研究。单体最初通过主要途径聚集(主要成核和延伸)。一旦形成了临界量的原纤维,二次成核的催化性质就成为聚集过程中产生低聚物的主要过程。在表中,计算了5µM样品在33 mM醋酸盐、150 mM KCl、pH 5.3中通过初级和次级途径形成聚集体的速率。通过一系列的研究,作者做出了如下总结:重组IAPP在静止条件下的聚集过程主要由原纤维表面催化的二次成核决定。此外,从二次成核产生的低聚物种似乎对胰岛素瘤细胞具有显著毒性。这些结果为II型糖尿病患者IAPP的聚集与β细胞的死亡之间的联系提供了可能的理论基础。因此,这项研究将IAPP寡聚物确定为II型糖尿病药物发现的重要靶点,并表明二次成核抑制剂的设计可以作为一种治疗方法,在这种疾病中保护或恢复β细胞的功能。

推荐产品信息

类别 货号 产品名称 规格
预装柱 17116501 HiPrep Sephacryl S-100 HR 120 mL
预装柱 28900016 Sephacryl S-100 HR, Tricorn 10/300 GL 24 mL

Reference
Surface-Catalyzed Secondary Nucleation Dominates the Generation of Toxic IAPP Aggregates - PubMed (nih.gov)