Glutamine Side Chain <sup>13</sup>C═<sup>18</sup>O as a Nonperturbative IR Probe of Amyloid Fibril Hydration and Assembly
作者:Haifan Wu、Daniel J. Saltzberg、Huong T. Kratochvil、Hyunil Jo、Andrej Sali、William F. DeGrado
DOI:10.1021/jacs.9b00577
日期:2019.5.8
Infrared (IR) spectroscopy has provided considerable insight into the structures, dynamics, and formation mechanisms of amyloid fibrils. IR probes, such as main chain 13C═18O, have been widely employed to obtain site-specific structural information, yet only secondary structures and strand-to-strand arrangements can be probed. Very few nonperturbative IR probes are available to report on the side-chain
红外 (IR) 光谱已经为淀粉样蛋白原纤维的结构、动力学和形成机制提供了相当多的见解。红外探针,如主链 13C=18O,已被广泛用于获取位点特异性结构信息,但只能探测二级结构和链间排列。很少有非微扰 IR 探针可用于报告侧链构象和环境,这对于确定淀粉样蛋白内空间拉链中的片对片排列至关重要。极性残基,如谷氨酰胺,对淀粉样蛋白的稳定性有显着贡献,因此经常出现在淀粉样肽/蛋白质的核心区域。此外,聚谷氨酰胺 (polyQ) 重复在几种神经退行性疾病中形成有毒聚集体。在这里,我们报告了一种新的非微扰红外探针 - 谷氨酰胺侧链 13C=18O 的合成和应用。我们使用侧链 13C=18O 标记和同位素稀释来检测淀粉样蛋白形成肽中分子间氢键结合的谷氨酰胺侧链阵列(Gln 阶梯)的存在。此外,13C=18O 峰的线宽对其局部水化环境高度敏感。来自侧链标记的 IR 数据使我们能够明确地确定形成淀粉样蛋白的短肽