NR ATBD
AU Tcherkasskaya,O.; Davidson,E.A.; Schmerr,M.J.; Orser,C.S.
TI Conformational biosensor for diagnosis of prion diseases
QU Biotechnology Letters 2005 May; 27(9): 671-5
PT journal article
AB A fluorescence technology to monitor the proliferation of amyloidogenic neurological disorders is proposed. A crude brain homogenate (0.01%) from animals infected with a transmissible spongiform encephalopathy is employed as a catalytic medium initiating conformational changes in 520 nM polypeptide biosensors (Tris/trifluoroethanol 50% mixture at pH 7). The fluorescence methods utilize pyrene residues covalently attached to the peptide ends. The coil-to-beta-strand transitions in biosensor molecules cause elevation of a distinct fluorescence band of the pyrene aggregates (i.e. excimers). This approach enables the detection of infectious prion proteins at fmol, does not require antibody binding or protease treatment. Technology might be adopted for diagnosing a large variety of conformational disorders as well as for generic high-throughput screening of the amyloidogenic potential in plasma.
IN Die Autoren leiteten von den Aminosäuren 104-122 des Prionproteins das an beiden Enden Pyren-geschützte Peptid Pyr-VVAGAAAAGAVHKLKPKTNLKHVAGAAAAGAVV-Pyr ab. Zur Minimierung von Oxydationsproblemen wurden Methioninreste durch Leucin oder Valin ersetzt. Wenn die Pyrenereste Dimere bilden, dann lassen sie sich mit Licht der Wellenlänge 350 nm zur Emission von Licht mit einer Wellenlänge von 474 nm anregen. Ab einer vom Lösungsmittel abhängenden Konzentration bilden die Peptide ß-Faltblätter, wodurch verstärkt Pyrendimere entstehen, die sich durch die Fluoreszenz nachweisen lassen. In Tris/Trifluorethanol (Tris/TFE) genügt dazu eine Peptidkonzentration von 1 µM Peptid. In die Peptidlösungen mischten die Autoren Hirnhomogenate von infizierten bzw. nicht infizierten Hamstern, Schafen oder Hirschen. Sie ermittelten PrPsc-Konzentrationen von 0,2-10 pM. Die Autoren stellten fest, dass die Zugabe von PrPsc die Bildung von ß-Faltblättern in den Peptiden förderte und so die Fluoreszenz steigerte. Für eine Unterscheidung zwischen TSE-infiziertem und nicht infiziertem Hirnhomogenat reichen schon PrPsc-Konzentrationen im Femtomolbereich aus. Obwohl die Methode noch nicht optimiert wurde, ist sie damit bereits um 2 Größenordnungen sensitiver als die zugelassenen BSE-Schnelltests, die außerdem den Nachteil haben, nur aufgrund der nicht immer vorhandenen Resistenz des PrPsc gegenüber der Proteinase K zwischen PrPc und PrPsc unterscheiden zu können.
MH Amyloid/chemistry; Animals; *Biosensing Techniques; Biotechnology/*methods; Brain/metabolism; Circular Dichroism; Deer; Dimethyl Sulfoxide/chemistry; Dose-Response Relationship, Drug; Hamsters; Hydrogen-Ion Concentration; Nervous System Diseases/metabolism; Peptides/chemistry; Prion Diseases/*metabolism/pathology; Protein Conformation; Protein Structure, Secondary; Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.; Sheep; Spectrometry, Fluorescence; Ultraviolet Rays
AD Department of Biochemistry and Molecular Biology, Georgetown University School of Medicine, Washington, DC 20057, USA. ovt@georgetown.edu
SP englisch
PO Niederlande
ZF kritische Zusammenfassung von Roland Heynkes