Estudio de la agregación de la proteína beta amiloide a través de técnicas de microscopía de fuerza atómica empleando el péptido disruptor LPFFD y nanopartículas de oro

Abstract

La proteína beta amiloide (Aβ), involucrada en la enfermedad de Alzheimer, cambia su conformación en condiciones patológicas formando agregados tóxicos (AT) que tienen un efecto neurodegenerativo. La estructura molecular de los AT todavía no se ha dilucidado debido a que Aβ no cristaliza. Su conocimiento contribuirá al diseño de fármacos capaces de interferir eficientemente en el proceso de agregación. En este, Aβ1_42 puede formar estructuras como protofibrillas, amiloesferoides o fibras amiloides (FAs). Para obtener información estructural y sondear si existe exposición de grupos hidrofóbicos en los AT de Ab1¡42, se emplearon diferentes técnicas como AFM, TEM, FV, y sondas de nanopartículas (NP) metálicas. Se estudió la interacción de los AT con sustratos hidrofílicos e hidrofóbicos y también se usaron NP de oro conjugadas al péptido CLPFFD, que reconocen selectivamente los AT. A través de espectroscopia de fuerza (FV), se estudió la interacción de los AT adsorbidos a HOPG (grafito pirrolítico altamente ordenado) con una sonda de oro funcionalizada con CLPFFD. Una de las interacciones observadas fue la adhesión, atribuible a la interacción entre residuos hidrofóbicos de los AT y CLPFFD. Además, se estudió la interacción entre LPFFD y FAs in volumen observándose la desagregación de FAs. Paralelamente, se realizaron experimentos in situ observándose que LPFFD no produce desagregación de FAs sobre HOPG, debido a que los sitios de interacción con LPFFD se encuentran bloqueados por la interacción con el HOPG. Los resultados obtenidos revelaron interesantes propiedades fisicoquímicas de los agregados, que concuerdan con algunos de los modelos actuales para la agregación de la proteína Aβ1_42.

The amyloid beta peptide (Ab ), involved in Alzheimer´s disease, can change its conformation in pathologic conditions forming toxic aggregates (TA) with a neurodegenerative effect. Structure of Ab at a molecular level is unknown yet due to this protein has not been crystalized. The knowledge of the structure will contribute to the design of new drugs that can efficiently halt the aggregation process. In the aggregation process, is possible to recognize clear structures of Ab1¡42, like protofibrils, globular aggregates or amyloid fibrils (AF). To obtain information about the structure of amyloid aggregates and to probe wether exist exposition of hydrophilic or hydrophobic groups in different regions, AFM, TEM, FV and metal nanoparticles probes will be used. The interaction between the TA and hydrophobic and hydrophyilc substrates has been studied. In addition, gold nanoparticles (AuNP) were linked to the peptide CLPFFD that selectively attaches to the AF of Ab1¡42. We study with force spectroscopy (FV) mode, the interaction of the TA of Ab1¡42 adsorbed in a HOPG surface, with a gold-CLPFFD linked probe. The force curves gave information of the interaction between the AF of Ab1¡42 and the peptide sequence CLPFFD. One of the interactions observed was the adhesion, attributable to the interaction between hydrophobic residues. Therefore, we study the interaction between LPFFD and AF of Ab1¡42 in volumen observing the disaggregation. In contrast, in experiments done in situ, disaggregation was not observed due to the blocking of the AF by HOPG to LPFFD that avoid the interaction. The obtained results reveals interesting physicochemical properties of the TA which are in agreement with some of the recently proposed models for the Ab1¡42 aggregation

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