A beta peptide oligomers - potential neurotoxic agents in Alzheimer's disease

Jabłonowska, A.; Dadlez, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

A beta peptide oligomers - potential neurotoxic agents in Alzheimer's disease

Autorzy

Jabłonowska A. , Dadlez M.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://ichp.vot.pl/index.php/p

Identyfikatory

Warianty tytułu

Oligomery peptydu A beta jako potencjalne czynniki neurotoksyczne w chorobie Alzheimera

Języki publikacji

Abstrakty

Amyloid beta peptide (Abeta) is recognized as the main constituent of the extracellular amyloid plaques, the major neuropathological hallmark of Alzheimer's disease (AD). Abeta is a small peptide present in normal cells, not toxic in the monomeric form but aggregated Abeta is assumed to be the main if not the only factor causing Alzheimer's disease. Interestingly, the new reports suggest neurotoxicity of soluble Abeta oligomers rather then amyloid fibrils. Due to the fact that fibrils were thought to be the main toxic species in AD, early structural studies focused on fibrils themselves and Abeta monomers, as their building blocks, while there is practically no data on oligomer structure and mechanism of neurotoxicity. Thus a new area of research opened, focusing on Abeta soluble oligomers and the results of the studies will be reviewed here.

Peptyd beta amyloidu (Ap) jest głównym składnikiem włókien amyloidowych budujących zewnątrzkomórkowe płytki starcze, będące cechą charakterystyczną choroby Alz-heimera (AD). A(3 jest małym peptydem konstytutywnie wydzielanym przez komórki ssaków. Peptyd ten w postaci monomeru nie jest toksyczny, lecz jego zagregowana forma była uważana za główny, jeżeli nie jedyny, czynnik wywołujący chorobę Alzheimera. Z tego powodu wszystkie prowadzone dotychczas badania koncentrowały się głównie na poznaniu struktury i właściwości włókien amyloidowych oraz monomeru Ap jako ich głównej jednostki budulcowej. Prowadzone obecnie prace sugerują, że neurotoksyczność wiąże się raczej z rozpuszczalnymi oligomerami AP, a nie z nierozpuszczalnymi włóknami amyloidowymi. Odkrycie, że to rozpuszczalne oligomery AP mogą stanowić główny czynnik neurotoksycz-ny w chorobie Alzheimera stworzyło nowy obszar badań rozwijający się prężnie w ciągu ostatnich pięciu lat. Uzyskane w tej dziedzinie wyniki zostały podsumowane w niniejszym artykule. Zarysowano w nim główne cechy struktury monomeru i fibryli jako najlepiej zbadanych form peptydu Ap, a następnie szczegółowo przedstawiono dane dotyczące struktury postaci oligomerycznych: małych oligomerów obejmujących dimery do tetramerów, oligomerów o ciężarze cząsteczkowym 20-40 kD (ADDL - ang. Ap-derróed diffusible li-gands) oraz metastabilnych form przejściowych - protofibryli. W odniesieniu do każdej z opisanych struktur oligomerycznych omówiono jej potencjalną neurotoksyczność.

Słowa kluczowe

Alzheimer's disease amyloid beta peptide A-beta oligomers neurotoxicity

choroba Alzheimera peptyd beta amyloidu (AP) neurotoksyczność

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2003

Tom

T. 48, nr 1

Strony

35--43

Opis fizyczny

Bibliogr. 165 poz.

Twórcy

autor

Jabłonowska A.

Polish Academy of Sciences, Institute of Biochemistry and Biophysics, ul. Pawińskiego 5A, 02-106 Warszawa, Poland

autor

Dadlez M.

Warsaw University, Department of Physics, ul. Żwirki i Wigury 92, 02-089 Warszawa, Poland

Bibliografia

[1] Alzheimer A.: Allgemeine Zeitschrift fur Pshychiatrie Psychisch Gerichtlich Medicine 1907, 64,146.
[2] Selkoe D. J.: Neuron 1991, 6 , 487.
[3] Terry R. D.: Prog. Brain Res. 1994,101, 383.
[4] Roher A. E. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 10 836.
[5] Glenner G. G., Wong C. W.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1984, 122, 1131.
[6] Nunan J., Small D. H:. FEBS Lett. 2000,483, 6 .
[7] Vassar R. et al.: Science 1999,286, 735.
[8] Lin X. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97,1456.
[9] Wolfe M.S. et al.: Nature 1999, 398, 513.
[10] Haass C. et al.: Nature 1992, 359, 322.
[11] Seubert P. et al.: Nature 1992, 359, 325.
[12] Yankner B. A. et al.: Science 1990, 250, 279.
[13] Geula C. et al.: Nat. Med. 1998, 4, 827.
[14] McKee A. C. et al.: Amyloid. 1998, 5, 1.
[15] Pike C. J. et al.: Brain Res. 1991, 563, 311.
[16] Hardy J. A., Higgins G. A.: Science 1992, 256, 184.
[17] Selkoe D. J.: Nature 1999, 399, A23.
[18] Gerlai R.: Trends Neurosci. 2001, 24,199.
[19] Small D. H. et al.: Nat. Rev. Neurosci. 2001, 2, 595.
[20] Hyman B. T. et al.: J. Neuropathol. Exp. Neurol. 1993, 52, 594.
[21] Terry R. D. et al.: Ann. Neurol. 1991, 30, 572.
[22] Terry R. D.: Alzheimer Disease, Lippincott Williams and Wilkins, 1999, 187.
[23] Mucke L. et al.: f. Neurosci. 2000, 20, 4050.
[24] Kuo Y. M. et al.: f. Biol. Chem. 1996, 271, 4077.
[25] Podlisny M. B. et ai: J. Biol. Chem. 1995, 270, 9564.
[26] Roher A. E. et al.: J. Biol. Chem. 1996, 271, 20 631.
[27] Lambert M. P. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 6448.
[28] Harper J. D. et al.: Chem. Biol. 1997, 4, 119.
[29] Hensley K. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994, 91, 3270.
[30] Goodman Y ,Mattson M. R: Exp. Neurol. 1994,128,1.
[31] Behl C. et al.: Cell 1994, 77, 817.
[32] Butterfield D. A. et al.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 200, 710.
[33] Behl C. et al.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992, 186, 944.
[34] Xu H. et al.: Nat. Med. 1998, 4, 447.
[35] McLaurin J., Chakrabartty A.: J. Biol. Chem. 1996, 271, 26 482.
[36] Arispe N. et al.: Mol. Cell Biochem. 1994, 140, 119.
[37] Bales K. R. et al.: Brain Res. Mol. Brain Res. 1998, 57, 63.
[38] Kaltschmidt B. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 2642.
[39] Sousa M. M. et al.: Lab Invest 2000, 80, 1101.
[40] Yan S. D. et al.: Nature 1996, 382, 685.
[41] Schmidt A. M. et al.: Biochim. Biophys. Acta 2000, 1498, 99.
[42] Lue L. F. et al.: Exp. Neurol. 2001, 171, 29.
[43] Serpell L. C.: Biochim. Biophys. Acta 2000, 1502, 16.
[44] Roher A. E. et al.: Biochim. Biophys. Acta 2000,1502, 31.
[45] Lynn D. G., Meredith S. C.: J. Struct. Biol. 2000, 130,153.
[46] Harper J. D., Lansbury P. T., Jr.: Annu. Rev. Biochem. 1997, 6 6 , 385.
[47] Czech C. et al.: Prog. Neurobiol. 2000, 60, 363.
[48] Findeis M. A.: Biochim. Biophys. Acta 2000,1502, 76.
[49] Mager P. R: Med. Res. Rev. 1998, 18, 403.
[50] McLaurin J. et al.: J. Struct. Biol. 2000, 130, 259.
[51] Saido T. C: Neurobiol. Aging 1998, 19, S69.
[52] Storey E., Cappai R.: Neuropathol. Appl. Neurobiol. 1999, 25, 81.
[53] Vassar R.: J. Mol. Neurosci. 2001,17, 157.
[54] Frąckowiak J. et al.: Acta Neuropathol. (Berl) 1992, 84, 225.
[55] Lue L. F. et al.: Am. J. Pathol. 1999, 155, 853.
[56] McLean C. A. et al.: Ann. Neurol. 1999, 46, 860.
[57] Enya M. et al.: Am. J. Pathol. 1999,154, 271.
[58] Hartley D. M. et al.: J. Neurosci. 1999, 19, 8876.
[59] Walsh D. M. et al.: Biochemistry 2000, 39, 10831.
[60] Walsh D. M. et al.: Nature 2002, 416,535.
[61] Klein W. L. et al.: Trends Neurosci. 2001, 24, 219.
[62] Wang H. W. et al.: Brain Res. 2002, 924, 133.
[63] Walsh D. M. et al.: J. Biol. Chem. 1999, 274, 25 945.
[64] Bucciantini M. et al.: Nature 2002, 416, 507.
[65] Soto C. et al.: J. Neurochem. 1994, 63,1191.
[66] Zagorski M. G. et al.: Methods Enzymol. 1999,309,189.
[67] Barrow C. J., Zagorski M. G.: Science 1991, 253, 179.
[68] Zagorski M. G., Barrow C. J.: Biochemistry 1992, 31, 5621.
[69] Talafous J. et al.: Biochemistry 1994,33, 7788.
[70] Sorimachi K., Craik D. J.: Eur. J. Biochem. 1994, 219, 237.
[71] Fletcher T. G., Keire D. A.: Protein Sci. 1997,6,666.
[72] El Agnaf O. M. et al.: Eur. J. Biochem. 1998, 256, 560.
[73] Łączko I. et al.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1994, 205, 120.
[74] Soto C. et al.: Neurosci. Lett. 1995, 200, 105.
[75] Coles M. et al.: Biochemistry 1998, 37, 11 064.
[76] Watson A. A. et al.: Biochemistry 1998, 37, 12 700.
[77] Sticht H. et al.: Eur. J. Biochem. 1995,233, 293.
[78] Shao H. et al.: J. Mol. Biol. 1999, 285, 755.
[79] Soto C. et al.: J. Biol. Chem. 1995,270,3063.
[80] Terzi E. et al.: J. Mol. Biol. 1995, 252, 633.
[81] Fraser P. E. et al.: Biochemistry 1992, 31, 10 716.
[82] Hilbich C. et al.: J. Mol. Biol. 1991, 218, 149.
[83] Wood S. J. et al.: J. Mol. Biol. 1996, 256, 870.
[84] Barrow C. J. et al.: J. Mol. Biol. 1992, 225, 1075.
[85] Benzinger T. L. et al.: Biochemistry 2000, 39, 3491.
[86] Zhang S. et al.: J. Struet. Biol. 2000, 130, 130.
[87] Riek R. et al.: Eur. J. Biochem. 2001, 268, 5930.
[88]Inouye H. et ai: Biophys. J. 1993, 64, 502.
[89] Pauling L., Corey R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1951, 37, 729.
[90] Bonar R. A. et al.: Cancer Res. 1967, 27,1138.
[91] Eanes E. D., Glenner G. G.: J. Histochem. Cytochem. 1968,16, 673.
[92] Kirschner D. A. et al: Proc. Nati. Acad. Sci. USA 1987, 84, 6953.
[93] Serpell L. C. et al.: Biochemistry 2000, 39, 13 269.
[94] Halverson К. et ai: Biochemistry 1990, 29, 2639.
[95] Lansbury P. T., Jr. et al.: Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 990.
[96] Balbach J. J. et al.: Biochemistry 2000, 39,13 748.
[97] Benzinger T. L. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998,95,13 407.
[98] Antzutkin O. N. et al: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 13 045.
[99] Kheterpal I. et al.: Biochemistry 2001, 40,11 757.
[100] Teplow D. B.: Amyloid. 1998, 5,121.
[101] Lee R. K. et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1995, 92,8083.
[102] Otvos L., Jr. et al.: Eur. J. Biochem. 1993,211, 249.
[103] Fabian H. et al.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993, 191, 232.
[104] Pike C. J. et al: J. Biol. Chem. 1995, 270,23 895.
[105] Tjernberg L. O. et al: J. Biol. Chem. 1996, 271, 8545.
[106] Hilbich C. et al: J. Mol. Biol. 1992, 228, 460.
[107] Esler W. P. et al: Biochemistry 1996, 35,13 914.
[108] Zhang S. et al: Fold. Des 1998,3,413.
[109] Tjernberg L. O. et al: J. Biol. Chem. 1999, 274,12 619.
[110] Wood S. J. et al: Biochemistry 1995, 34, 724.
[111] Hendriks L. et al: Nat. Genet. 1992, 1, 218.
[112] Levy E. et al: Science 1990, 248, 1124.
[113] Johnstone E. M. et al: Brain Res. Mol. Brain Res. 1991, 10, 299.
[114] Huang T. H. et al: J. Mol. Biol. 1997, 269,214.
[115] Fraser P. E. et al: Biophys. J. 1991,60,1190.
[116] Fraser P. E. et al: J. Mol. Biol. 1994, 244, 64.
[117] Atwood C. S. et al: Met. Ions. Biol. Syst. 1999, 36, 309.
[118] Lovell M. A. et al: J. Neurol. Sci. 1998, 158, 47.
[119] Bush A. I. et al: J. Biol. Chem. 1994, 269,12 152.
[120] Liu S. T. et al: Biochemistry 1999, 38, 9373.
[121] Huang X. et al: J. Biol. Chem. 1997, 272, 26 464.
[122] Thunecke M. et al: J. Pept. Res. 1998, 52, 509.
[123] Balakrishnan R. et al: J. Pept. Res. 1998, 51, 91.
[124] Clements A. et al: J. Neurochem. 1996, 6 6 , 740.
[125] Atwood C. S. et al: J. Biol. Chem. 1998, 273, 12 817.
[126] Dikalov S. I. et al: J. Biol. Chem. 1999, 274, 9392.
[127] Huang X. et al: J. Biol. Chem. 1999, 274, 37 111.
[128] Cuajungco M. P. et al: J. Biol. Chem. 2000, 275, 19 439.
[129] Naiki H., Nakakuki K.: Lab Invest 1996, 74, 374.
[130] Maggio J. E., Mantyh P. J.: Brain Pathol. 1996, 6,147.
[131] Jarrett J. T., Lansbury P. T., Jr.: Cell 1993, 73, 1055.
[132] Jarrett J. T. et al: Ann. N. Y. Acad. Sci. 1993, 695,144.
[133] Han H. et al: Chem. Biol. 1995, 2, 163.
[134] Soreghan B. et al: J. Biol. Chem. 1994, 269, 28 551.
[135] Luo Y. et al: Neurosci. Lett. 1996, 217,125.
[136] van Gool W. A. et al: Neurosci. Lett. 1994,172,122.
[137] Jensen M. et al: Neurosci. Lett. 1995, 186, 189.
[138] Hyman B. T. et al: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1995, 92, 3586.
[139] Chu H. L. , Lin S. Y :Biophys. Chem. 2001,89,173.
[140] Kirkitadze M. D. et al: J. Mol. Biol. 2001, 312,1103.
[141] Walsh D. M. et a l: J. Biol. Chem. 1997,272,22 364.
[142] Tseng B. P. et al: Biochemistry 1999, 38,104 24.
[143] Garzon-Rodriguez W. et a l: J. Biol. Chem. 1997, 272, 21 037.
[144] Kametani F. et al: Brain Res. 1995, 703, 237.
[145] Pallitto M. M., Murphy R. M.: Biophys. J. 2001, 81, 1805.
[146] Huang T. H. et al: J. Mol. Biol. 2000, 297, 73.
[147] Dobeli H. et al: Biotechnology (N. Y.) 1995, 13, 988.
[148] Snyder S. W. et al: Biophys. J. 1994, 67, 1216.
[149] Zhang S. et al: J. Struct. Biol. 2000,130,130.
[150] Bitan G. et al: J. Biol. Chem. 2001, 276,35 176.
[151] Lomakin A. et al: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 1125.
[152] Kusumoto Y. et al: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998,95,12 277.
[153] Nybo M. et al: Scand. J. Immunol. 1999,49,219.
[154] Yong W. et al: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 150.
[155] Wisniewski T. et al: Neurobiol. Aging 1994, 15, 143.
[156] Ward R. V. et al: Biochem. J. 2000, 348 Pt 1,137.
[157] Oda T. et al: Exp. Neurol. 1995, 136, 22.
[158] Oda Y. Pathol. Int. 1999, 49, 921.
[159] Klein W. L.: Neurobiol. Aging 2002, 23, 231.
[160] Harper J. D .et al: Biochemistry 1999, 38, 8972.
[161] Naiki H. et al: Biochemistry 1998, 37, 17 882.
[162] Kowalewski T., Holtzman D. M.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 3688.
[163] Harper J. D. et al: Chem. Biol. 1997, 4, 951.
[164] Pitschke M. et al: Nat. Med. 1998, 4,832.
[165] Nilsberth C. et al: Nat. Neurosci. 2001, 4, 887

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPL7-0005-0121