PI3-SH3ドメインのタンデムリピートを介してアミロイド形成のメカニズムを調査することは、タンパク質凝集とフィブリル形成の一般的なモデルを示唆しています

Pi3キナーゼのSH3ドメインの凝集は、単一のドメインとして、また1つのドメインのC末端が10個のグリシン/セリン残基の柔軟なリンカーによって別のドメインのn末端にリンクされるタンデムリピートとして、条件とアミロイド形成のメカニズムを調査するために、さまざまな条件下で研究されています。タンデムの繰り返しは、ここで使用されている酸性条件下で単一のドメインよりもはるかに容易にアミロイド線維を形成することがわかっており、フィブリル自体は形態学的均一性が高くなっています。PI3-SH3ドメインの折りたたみ式の折り畳み遷移は、2状態の動作を示し、pH依存性です。折りたたみのためのpH中点近くにあるpH 3.6では、タンパク質の等電点からわずかにわずかに下にあり、単一ドメインとタンデムリピートの両方が、核生成を必要とせずに可溶性オリゴマーの広範な分布を自発的に形成します。これらの条件下で長時間インキュベーションされている下で、オリゴマーはチオフラビンと相互作用する薄い巻き毛の原線維に変換され、組織化されたベータシート構造が含まれていることを示唆しています。タンパク質が完全に変性し、正の正味電荷を運ぶより酸性条件（pH 2.0）では、顕著なラグ相を持つプロセスで長い直線フィブリルが形成されます。後者は、約20分子の臨界サイズを超えるオリゴマーの添加により劇的に減少することがわかった。結果は、これらのSH3ドメインの凝集プロセスが、比較的アモルファス種の下り坂形成から高度に組織化された構造の核形成された形成に至るまで、さまざまなメカニズムによって起こることができることを示唆しています。他のアミロイド形成系の挙動との比較は、ここで概説する一般的な機構的特徴が少なくとも多種多様なペプチドとタンパク質に共通する可能性が高いことを示唆しています。

Aggregation of the SH3 domain of the PI3 kinase, both as a single domain and as a tandem repeat in which the C terminus of one domain is linked to the N terminus of another by a flexible linker of ten glycine/serine residues, has been studied under a range of conditions in order to investigate the mechanism of protein aggregation and amyloid formation. The tandem repeat was found to form amyloid fibrils much more readily than the single domain under the acidic conditions used here, and the fibrils themselves have higher morphological homogeneity. The folding-unfolding transition of the PI3-SH3 domain shows two-state behaviour and is pH dependent; at pH 3.6, which is near the pH mid-point for folding and only slightly below the isoelectric point of the protein, both the single domain and the tandem repeat spontaneously form broad distributions of soluble oligomers without requirement for nucleation. Under prolonged incubation under these conditions, the oligomers convert into thin, curly fibrils that interact with thioflavin-T, suggesting that they contain an organised beta-sheet structure. Under more acidic conditions (pH 2.0) where the proteins are fully denatured and carry a positive net charge, long, straight fibrils are formed in a process having a pronounced lag phase. The latter was found to be reduced dramatically by the addition of oligomers exceeding a critical size of approximately 20 molecules. The results suggest that the process of aggregation of these SH3 domains can take place by a variety of mechanisms, ranging from downhill formation of relatively amorphous species to nucleated formation of highly organised structures, the relative importance of which varies greatly with solution conditions. Comparison with the behaviour of other amyloidogenic systems suggests that the general mechanistic features outlined here are likely to be common to at least a wide variety of peptides and proteins.