K114(反,反)-溴-2,5-双(4-羟基苯乙烯基)苯是阳离子淀粉样纤维的高效检测剂

K114 (trans, trans)-bromo-2,5-bis(4-hydroxystyryl)benzene is an efficient detector of cationic amyloid fibrils.

作者信息Veli Selmani, Kevin J Robbins, Valerie A Ivancic, Noel D Lazo
PMID25524064
发布时间2015-03
DOI10.1002/pro.2620

实验完整度

体内外实验:体外荧光检测、NMR、CD、TEM等,缺少体内模型和功能验证。

主要模型

SEVI(PAPf39淀粉样纤维) 胰岛素淀粉样纤维 Aβ42淀粉样纤维

重点核对

ThT与SEVI的摩尔比1:1 K114与PAPf39的摩尔比1:2 K114浓度10 µM,DMSO含量1% (v/v) ThT浓度100 µM SEVI浓度范围6.8-34.1 µg

摘要

在人精液中发现的阳离子淀粉样纤维可增强人类免疫缺陷病毒(HIV)的传播,因此被称为精液来源的病毒感染增强因子(SEVI)。其增强传播的机制尚未完全理解,但有人提出SEVI中和了带负电的病毒包膜与宿主细胞膜之间的排斥力。与此观点一致,我们在此表明,阳离子硫黄素T(ThT)在SEVI存在下的荧光较弱,因此ThT不是SEVI的高效检测剂。另一方面,K114((trans,trans)-溴-2,5-双(4-羟基苯乙烯基)苯)在SEVI的阳离子表面形成一种高荧光的酚盐样物种。这种物种在胰岛素和淀粉样β蛋白的淀粉样纤维存在时不会形成,而这两种纤维均能被ThT荧光有效检测。总之,我们的结果表明K114是SEVI的高效检测剂。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ThT和K114对阳离子淀粉样纤维SEVI的检测效率如何,以及K114能否高效检测SEVI?
核心机制
K114在SEVI的阳离子表面形成酚盐样物种,通过静电相互作用与赖氨酸残基结合,导致荧光增强和红移;ThT因与SEVI阳离子表面静电排斥而结合不佳,荧光增强弱。
主要证据
荧光光谱显示ThT在SEVI存在时荧光增强仅8倍,而胰岛素纤维增强213倍;K114在SEVI存在时荧光增强35倍且红移至535 nm,而胰岛素和Aβ42纤维无红移;荧光强度与SEVI量线性相关(R=0.99)。
研究意义
K114可作为检测和定量SEVI的有效工具,有助于评估抗SEVI药物的效果,并可能用于快速检测精液中的SEVI水平。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

制备淀粉样纤维

制备SEVI、胰岛素和Aβ42纤维,用于比较检测剂反应。

胰岛素纤维在pH 2、70°C孵育制备;PAPf39在pH 7.4 PBS中37°C振荡孵育制备SEVI;Aβ42用HFIP预处理后在pH 7.4缓冲液中37°C孵育。

2

ThT荧光检测

评估ThT对SEVI的检测效率。

在ThT与蛋白摩尔比1:1条件下,测量ThT在缓冲液、SEVI和胰岛素纤维存在下的荧光光谱。

3

K114荧光检测

评估K114对SEVI的检测效率,并比较与胰岛素和Aβ42纤维的反应。

在K114与蛋白摩尔比1:2条件下,测量K114在未纤维化PAPf39、SEVI、胰岛素纤维和Aβ42纤维存在下的荧光光谱,并分析发射峰位移和强度。

4

NMR交换转移NOESY

检测ThT在SEVI表面是否存在快速结合-解离。

对ThT在缓冲液、胰岛素纤维和SEVI存在下进行NOESY实验。

5

定量SEVI

验证K114荧光强度可用于定量SEVI。

测量不同SEVI量下K114在535 nm的荧光强度,并进行线性回归。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
人胰岛素Sigma-Aldrich--
PAPf39多肽NeoBioScience--
Aβ42多肽21st Century Biochemicals--
硫黄素TAnaSpec Inc.--
K114Sigma-Aldrich--
安捷伦Cary Eclipse荧光分光光度计Agilent--
Varian INOVA核磁共振波谱仪Varian--
JASCO J-815圆二色光谱仪JASCO--
碳包覆铜网----
醋酸铀酰----
分子操作环境Chemical Computing Group--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
制备淀粉样纤维
胰岛素纤维制备条件(浓度、缓冲液、pH、温度);PAPf39(SEVI)制备条件(浓度、缓冲液、pH、温度、振荡速度);Aβ42预处理(HFIP处理时间)
阅读提示:Materials and Methods: Preparation of fibrils
ThT荧光检测
ThT浓度、ThT:蛋白比例、激发/发射波长
阅读提示:Materials and Methods: Fluorescence spectroscopy
K114荧光检测
K114浓度、K114:蛋白比例、DMSO含量、激发/发射波长
阅读提示:Materials and Methods: Fluorescence spectroscopy
NMR实验
ThT浓度、ThT:蛋白比例、溶剂(D2O)、温度、混合时间
阅读提示:Materials and Methods: NMR spectroscopy
SEVI定量
SEVI量范围、K114浓度、K114:蛋白比例、测量波长、重复次数
阅读提示:Results and Discussion, Figure 4