ΟΙ ΑΜΥΛΟΕΙΔΟΓΕΝΕΙΣ ΚΑΘΟΡΙΣΤΕΣ ΣΥΝΗΘΩΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ « ΚΡΥΜΜΕΝΟΙ » ΟΙ ΑΜΥΛΟΕΙΔΟΓΕΝΕΙΣ ΚΑΘΟΡΙΣΤΕΣ ΣΥΝΗΘΩΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ « ΚΡΥΜΜΕΝΟΙ » Καρλετίδη Κ.Σ., Παπανδρέου Ν.Χ., Οικονομίδου Β.Α. και Χαμόδρακας Σ.Ι. Τομέας Βιολογίας Κυττάρου και Βιοφυσικής, Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Αθηνών, Αθήνα 157 01 Πρωτεΐνες και πεπτίδια, υπό ορισμένες συνθήκες, μεταπίπτουν από τη διαλυτή τους μορφή σε αυτή των αμυλοειδών ινιδίων. Αμυλοειδή είναι τα αδιάλυτα πρωτεϊνικά συσσωματώματα αμυλοειδών ινιδίων που εναποτίθενται σε όργανα και ιστούς και συσχετίζονται με πλήθος ασθενειών, γνωστές ως αμυλοειδώσεις ( Alzheimer ‘s, διαβήτης τύπου ΙΙ, σπογγώδεις εγκεφαλοπάθειες κ.α.) . Ωστόσο πολλές πρωτεΐνες που in vivo είναι σταθερές και μέχρι στιγμής δεν συσχετίζονται με αμυλοειδώσεις, έχει βρεθεί ότι σχηματίζουν αμυλοειδή in vitro, όταν εκτεθούν σε συγκεκριμένες συνθήκες. Ηλεκτρονιογραφία Διέλευσης Αμυλοειδών Ινιδίων Αμυλοειδή, μετά από χρώση με Congo Red, σε πολωτικό μικροσκόπιο Πρόσφατες μελέτες υποδεικνύουν ότι μικρά τμήματα της αλληλουχίας μιας πρωτεΐνης μπορεί να ευθύνονται για την αμυλοειδογένεση. Στόχος αυτής της εργασίας είναι η εξακρίβωση του κατά πόσον οι περιοχές αυτές, που πιθανόν δρουν ως αμυλοειδογενείς καθοριστές, βρίσκονται στην επιφάνεια των δομών των πρωτεϊνών ή όχι.

Αλγόριθμος DSSP και πρόγραμμα γραφικών PyMOL Για την πρόγνωση των πιθανών αμυλοειδογενών καθοριστών χρησιμοποιήθηκε το AMYLPRED : συναινετική μέθοδος πρόγνωσης της ‘αμυλοειδογενούς προδιάθεσης’, η οποία αναπτύχθηκε πρόσφατα στο εργαστήριό μας (http://biophysics.biol.uoa.gr/AMYLPRED/ Frousios et al.). Αλγόριθμος DSSP και πρόγραμμα γραφικών PyMOL ΠΟΣΟΣΤΑ (%) ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΑΜΥΛΟΕΙΔΟΓΕΝΩΝ ΚΑΘΟΡΙΣΤΩΝ ΣΕ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ 12 αμυλοειδογενείς πρωτεΐνες που συσχετίζονται με ασθένειες 23 πρωτεΐνες που σχηματίζουν αμυλοειδή in vitro και μέχρι στιγμής δεν συσχετίζονται με ασθένειες Πειραματικά προσδιορισμένες αμυλοειδογενείς περιοχές Βρίσκεται στην επιφάνεια των δομών 92% 78% Θεωρητικά προβλεπόμενες, από το AMYLPRED, αμυλοειδογενείς περιοχές 70% 58%

Πίνακας 1. Ενδεικτικά αποτελέσματα για 3 αμυλοειδογενείς πρωτεΐνες Πίνακας 2. Ενδεικτικά αποτελέσματα για 3 πρωτεΐνες οι οποίες σχηματίζουν αμυλοειδή in vitro

Απεικόνιση αμυλοειδογενών καθοριστών σε πρωτεϊνικές δομές β – LACTOGLOBULIN, P02754, 1B8E β2-MICROGLOBULIN, P61769, 1LDS TRANSTHYRETIN, P02766, 1BMZ MYOGLOBIN, P68082, 2FRF Πειραματικά προσδιορισμένες αμυλοειδογενείς περιοχές παριστάνονται με κίτρινο. Θεωρητικά προβλεπόμενες, από το AMYLPRED, αμυλοειδογενείς περιοχές , παριστάνονται με μπλε. Πεπτίδια τα οποία έχουν προγνωστεί από το AMYLPRED και συμφωνούν και με τις πειραματικά προσδιορισμένες αμυλοειδογενείς περιοχές, παριστάνονται με κόκκινο.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παρατήρηση επιφανειακών αμυλοειδογενών περιοχών (αμυλοειδογενών καθοριστών) στις πρωτεΐνες, ενισχύει την υπόθεση ότι η δημιουργία αμυλοειδών ινιδίων και η συσσωμάτωσή τους, σχετίζεται με αυτά τα μικρά πεπτίδια, τα οποία πιθανόν είναι ικανά να παίξουν το ρόλο ‘διακόπτη’, σε ενδεχόμενη μερική αποδιάταξη της πρωτεΐνης, πριν από τη δημιουργία αμυλοειδών ινιδίων. Οι παραπάνω παρατηρήσεις, σε συνδυασμό με επιπλέον λεπτομερείς πειραματικές μελέτες στους πιθανούς αμυλοειδογενείς καθοριστές, ίσως βοηθήσουν στην κατανόηση των ιδιοτήτων και των μηχανισμών της δημιουργίας αμυλοειδών ινιδίων και, κατά συνέπεια, των αμυλοειδώσεων.