FU Berlin Digitale Dissertation
Katharina Janek : Konformation und Assoziation Amyloid-bildender Peptide Conformation and Association of Amyloid-forming Peptides
|Zusammenfassung| |Inhaltsverzeichnis| |Ergänzende Angaben|

Zusammenfassung Die Assoziation von b -Faltblattstrukturen unter Ausbildung pathogener, fibrillärer Proteinaggregate (Amyloide) steht im Zusammenhang mit einer Reihe degenerativer Erkrankungen wie z.B. Alzheimer und Prion-Erkrankungen. Im ersten Teil der Arbeit wurden Untersuchungen zum Assoziationsverhalten von b -Faltblattstrukturen durchgeführt. Dazu wurden wasserlösliche Modellpeptide, die aus einer zentralen b -Faltblattstruktur-Domäne (Valin-Threonin-Sequenz) und löslichkeitsvermittelnden, unstrukturierten N- und C-terminalen Oktapeptidsequenzen bestehen, synthetisiert. Die Stabilität der intermolekularen b -Faltblattstrukturen konnte durch Variation der Länge der Valin-Threonin-Domäne und den Einbau von D-Aminosäuren beeinflußt werden. Es wurde gezeigt, daß das Assoziationsverhalten mit der Stabilität der b -Faltblattstrukturen korreliert. Modellpeptide mit einer (Valin-Threonin)n-Domäne, n ?  6 bilden stabile, wasserlösliche b -Faltblattstruktur-Komplexe mit Molekulargewichten von über 2000 kDa. Sie organisieren sich in hochgeordnete, fibrilläre Strukturen, die Ähnlichkeiten mit natürlich vorkommenden Amyloid-Fibrillen aufweisen. Den zweiten Schwerpunkt der Arbeit bildeten Untersuchungen zur Konformation und Assoziation des Alzheimer-Peptides Ab(1-42). Der strukturelle Übergang des Peptides von einer löslichen, monomeren Form in eine assoziierende, b -faltblattstrukturierte Konformation wird als initialer Schritt für die Bildung pathogener Amyloid-Fibrillen angesehen. Zur Erkennung struktursensitiver Bereiche innerhalb der Ab (1-42)-Sequenz, die einen konformationellen Übergang des Peptides auslösen, wurden positionsspezifische Strukturstörungen über ein komplettes D-Aminosäure-Substitutionsset des Peptides vorgenommen. Es konnte gezeigt werden, daß der konformationelle Übergang in eine b -Faltblattstruktur über die Destabilsierung der Helix (11-24) des monomeren Moleküls ausgelöst werden kann. Der strukturelle a ® b -Übergang ist dabei direkt mit der Aggregation des Peptides in Amyloid-Fibrillen verbunden. Die vorliegenden Ergebnisse weisen damit zum ersten Mal am Gesamtmolekül nach, daß die konformationelle Stabilität der zentralen Region (11-24) direkt den Übergang des Alzheimer-Peptides in eine assoziierende b-Faltblattstruktur steuert.

Inhaltsverzeichnis Die gesamte Dissertation können Sie als gezippten tar-File oder als zip-File laden. Durch Anklicken der Kapitelüberschriften können Sie das Kapitel in PDF-Format laden: Inhaltsverzeichnis Titelblatt Abkürzungen 6 1. Einleitung 8 1.1. Amyloide 8 1.1.1. Bedeutung und Charakterisierung von Amyloiden 8 1.1.2. Mechanismus der Amyloid-Bildung 10 1.1.3. Ausweitung des Amyloid-Begriffes 12 1.2. b -Faltblattstrukturen 13 1.2.1. Aufbau und Bildung von b -Faltblattstrukturen 13 1.2.2. Konformationelle a ® b Übergänge 17 1.2.3. b-Faltblattstrukturierte Modellpeptide 17 1.3. Alzheimer-Krankheit 19 1.3.1. Molekulare Grundlagen 19 1.3.2. Konformationelles Verhalten des Alzheimer-Peptides Ab 21 1.4. Zielstellung 23 2. Ergebnisse und Diskussion 24 2.1. Modellpeptide zum Studium von b -Faltblattstrukturen 24 2.1.1. Design und Synthese wasserlöslicher, b -faltblattstrukturierter Peptide 24 2.1.2. Konformation 25 2.1.2.1. Circulardichroismus- und Fourier Transformierte Infrarot-Spektroskopie 25 2.1.2.2. Einfluß der Länge der VT-Domäne 28 2.1.2.3. Stabilität der gebildeten b -Faltblattstrukturen 30 2.1.2.4. Einfluß strukturinduzierender Lösungsmittel 30 2.1.2.5. Lokalisierung der b -Strukturdomäne 33 2.1.2.6. Einfluß von D-Aminosäure-Substitutionen auf stabile b -Faltblattstrukturen 37 2.1.3. Assoziationsverhalten 39 2.1.3.1. Größenausschlußchromatographie 40 2.1.3.2. Dynamische Lichtstreuung und Analytische Ultrazentrifugation 42 2.1.4. Bildung amyloider Strukturen 45 2.1.4.1. Kongo Rot Anfärbung 45 2.1.4.2. Elektronenmikroskopie 47 2.1.5. Bewertung der Peptidmodelle 48 2.2. Konformation und Assoziation des Alzheimer-Peptides Ab (1-42) 50 2.2.1. Synthese und Reinigung eines Ab (1-42) D-Aminosäure-Substitutionssets 50 2.2.2. a -Helikale Domänen im Ab (1-42) 52 2.2.3. a ® b Übergang 57 2.2.4. Assoziationsverhalten 60 2.2.5. Schlußfolgerungen 64 3. Zusammenfassung 65 4. Experimenteller Teil 68 4.1. Chemikalien 68 4.2. Methoden 68 4.2.1. Automatische Peptidsynthese 68 4.2.2. Manuelle Peptidsynthese 69 4.2.3. Reinigung der Peptide 71 4.2.4. Analytische Charakterisierung der Peptide 71 4.2.5. CD-Spektroskopie 74 4.2.6. FTIR-Spektroskopie 75 4.2.7. NMR-Spektroskopie 75 4.2.8. Strukturberechnungen 76 4.2.9. HPLC-Untersuchungen 77 4.2.10. Größenausschlußchromatographie 77 4.2.11. Analytische Ultrazentrifugation 78 4.2.11. Dynamische Lichtstreuung 78 4.2.12. Kongo Rot Anfärbung 79 4.2.13. Thioflavin T Assay 80 4.2.14. Elektronenmikroskopie 80 5. Literaturverzeichnis 81 6. Anhang 96 Kurzzusammenfassung 96 Summary 97 Publikationen 98

Ergänzende Angaben:
Online-Adresse:	http://www.diss.fu-berlin.de/2001/10/index.html
Sprache:	Deutsch
Keywords:	amyloid, peptides, beta-sheet structure, conformation, association
DNB-Sachgruppe:	30 Chemie
Datum der Disputation:	25-Jul-2000
Entstanden am:	Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie, Freie Universität Berlin
Erster Gutachter:	Prof. Dr. Michael Bienert
Zweiter Gutachter:	Prof. Dr. Ferdinand Hucho
Kontakt (Verfasser):	kathajanek@yahoo.de
Kontakt (Betreuer):	ekrause@fmp-berlin.de
Abgabedatum:	26-Jan-2001
Freigabedatum:	02-Feb-2001

 

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