NR AMZO
AU Zhang,H.; Kaneko,K.; Nguyen,J.T.; Livshits,T.L.; Baldwin,M.A.; Cohen,F.E.; James,T.L.; Prusiner,S.B.
TI Conformational transitions in peptides containing two putative alpha-helices of the prion protein
QU Journal of Molecular Biology 1995 Jul 21; 250(4): 514-26
PT journal article
AB Prions are composed largely, if not entirely, of the scrapie isoform of the prion protein (PrPsc). Conversion of the cellular isoform (PrPc) to PrPsc is accompanied by a diminution in the alpha-helical content and an increase in the beta-sheet structure. To investigate the structural basis of this transition, peptide fragments corresponding to Syrian hamster PrP residues 90 to 145 and 109 to 141, which contain the most conserved residues of the prion protein and the first two putative alpha-helical regions in a PrPc model, were studied using infrared spectroscopy and circular dichroism. The peptides could be induced to form alpha-helical structures in aqueous solutions in the presence of organic solvents, such as trifluoroethanol and hexafluoroisopropanol, or detergents, such as sodium dodecyl sulfate and dodecyl phosphocholine. NaCl at physiological concentration or acetonitrile induced the peptides to acquire substantial beta-sheet. The intermolecular nature of the beta-sheet was evident in the formation of rod-shaped polymers as detected by electron microscopy. Resistance to hydrolysis by proteinase K and epitope mapping argue that the beta-sheet structures were formed by the interaction of residues lying between 109 and 141. A similar range of residues was shown by nuclear magnetic resonance spectroscopy to be capable of forming alpha-helices. The alpha-helical structures seem to require a hydrophobic support from either intermolecular interactions or the hydrophobic environment provided by micelles, in agreement with the predicted hydrophobic nature of the packing surface among the four putative helices of PrPc and the outer surfaces of the first two helices. Our results suggest that perturbation of the packing environment of the highly conserved residues is a possible mechanism for triggering the conversion of PrPc to PrPsc where alpha-helices appear to be converted into beta-sheets.
IN Die Autoren untersuchten das Verhalten von Peptiden, welche den Aminosäuren 90-145, 109-141, 109-122, 129-141 bzw. 104-122 des syrischen Goldhamsters entsprechen. Die erste mutmaßliche Alphahelix umfaßt die Aminosäuren 109-122, die zweite liegt bei 129-141. Der Kern der ersten Alphahelix umfaßt nur die Aminosäuren 113-122, während His111 und Met112 deren Umklappen initiieren könnten. Die zweite Helix könnte am Prolin137 gebrochen werden. Das Peptid 90-145 scheint dem infektiösen Prionproteinfragment eines japanischen Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Patienten zu entsprechen, weil sein Aminoterminus dem des "normalen" infektiösen Prp 27-30 und sein Carboxyterminus dem des durch ein Stopp-Codon verkürzten Prionproteins des Japaners entsprechen. Die Autoren wollen noch prüfen, ob dieses synthetische Peptid auch infektiös ist. In wässrigen Lösungen mit unterschiedlichen Anteilen von organischen Lösungsmitteln wie Trifluorethanol und Hexafluorisopropanol, oder Detergentien wie SDS und Dodecyl Phosphocholin liegen die Peptide als Alphahelices vor. Physiologische Kochsalzlösungen oder Acetonitril fördern eine Umwandlung in im Kernbereich 109-141 proteaseresistente, intermolekular stabilisierte ß-Faltblätter innerhalb eines Monats bzw. eines Tages. Die ersten beiden Alphahelices des Prionproteins scheinen nur in hydrophober Umgebung stabil zu sein. Die langen Peptide bilden wesentlich leichter als die kurzen, insbesondere das Peptid 129-141, Alphahelices. Anscheinend stabilisieren sich die beiden Alphahelices gegenseitig, worauf insbesondere die zweite angewiesen ist. pH-Werte zwischen 3,7 und 7,2 haben keinen signifikanten Einfluß auf die Sekundärstrukturen der Peptide.
ZR 42
MH 1-Propanol/pharmacology; Acetic Acid; Acetic Acids/pharmacology; Acetonitriles/pharmacology; Amino Acid Sequence; Circular Dichroism; Conserved Sequence; Detergents/pharmacology; Endopeptidase K; Epitopes/immunology; Magnetic Resonance Spectroscopy; Molecular Sequence Data; Peptides/chemical synthesis/*chemistry; PrPc Proteins/*chemistry; PrPsc Proteins/*chemistry; Propanols; *Protein Structure, Secondary; Serine Endopeptidases/metabolism; Sodium Chloride/pharmacology; Spectroscopy, Fourier Transform Infrared; Support, Non-U.S. Gov't; Support, U.S. Gov't, P.H.S.; Trifluoroethanol/pharmacology
AD Department of Pharmaceutical Chemistry, University of California, San Francisco 94143-0518, USA
SP englisch
PO England
OR Prion-Krankheiten 9