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Biochemistry2006Jan10Vol.45issue(1)

Poly(L-Lysine)Beta-sheet Formationにおけるポリ(L-proline)IIおよびベータ鎖構造の中間体は、温度ジャンプ/UV共鳴ラマン分光法によってプローブされています。

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
概要
Abstract

ナノ秒温度ジャンプ(T-JUMP)と組み合わせた紫外線共鳴ラマン分光法(UVRR)を使用して、温度誘発アルファヘリックスからベータシートのポリ(L-リジン)のベータシート立体構造遷移の初期段階を調査しました[Poly(K(K))]。調整可能な周波数層状TIからの197 nmでの励起:Sapphireレーザーは、複数の立体構造感受性アミドバンドを含む高品質のUVRRスペクトルを提供しました。非イオン化ポリ(k)(pH 11.6)は主に30度以下のアルファヘリカルですが、展開されたポリペプチドの検出可能な画分(約15%)があります。)立体構造。ただし、予想されるアミドIおよびIIシグナルからの逸脱は、ベータ鎖であることが示唆された追加の立体構造を示しています。30度Cを超えるc非イオン化ポリ(k)は、温度が上昇すると上昇する速度(分)でベータシートを形成します。22〜44度C T-Jumpには、PPII/ベータ鎖平衡の急速なシフトから生じることが示唆された迅速なアミドIおよびII差シグナルが伴います。これらの信号は、PPIIの特徴であるその後の進化する差分スペクトルに重ねられますが、変換の程度は低く、実験の3マイクロの時間制限で約2%です。PPII信号の立ち上がり時間は約250 nsであり、短いアルファヘリカルセグメントの融解と一致しています。溶けたPPIIセグメントがベータ鎖の立体構造と相互変換するモデルが提案されています。ベータ鎖の立体構造は、鎖間H結合を介した関連性がベータシートの形成を核形成することです。ベータ鎖層形成の固有の傾向は、アミロイド疾患の発症に影響を与えるベータシート誘導時間の決定要因である可能性があります。

ナノ秒温度ジャンプ(T-JUMP)と組み合わせた紫外線共鳴ラマン分光法(UVRR)を使用して、温度誘発アルファヘリックスからベータシートのポリ(L-リジン)のベータシート立体構造遷移の初期段階を調査しました[Poly(K(K))]。調整可能な周波数層状TIからの197 nmでの励起:Sapphireレーザーは、複数の立体構造感受性アミドバンドを含む高品質のUVRRスペクトルを提供しました。非イオン化ポリ(k)(pH 11.6)は主に30度以下のアルファヘリカルですが、展開されたポリペプチドの検出可能な画分(約15%)があります。)立体構造。ただし、予想されるアミドIおよびIIシグナルからの逸脱は、ベータ鎖であることが示唆された追加の立体構造を示しています。30度Cを超えるc非イオン化ポリ(k)は、温度が上昇すると上昇する速度(分)でベータシートを形成します。22〜44度C T-Jumpには、PPII/ベータ鎖平衡の急速なシフトから生じることが示唆された迅速なアミドIおよびII差シグナルが伴います。これらの信号は、PPIIの特徴であるその後の進化する差分スペクトルに重ねられますが、変換の程度は低く、実験の3マイクロの時間制限で約2%です。PPII信号の立ち上がり時間は約250 nsであり、短いアルファヘリカルセグメントの融解と一致しています。溶けたPPIIセグメントがベータ鎖の立体構造と相互変換するモデルが提案されています。ベータ鎖の立体構造は、鎖間H結合を介した関連性がベータシートの形成を核形成することです。ベータ鎖層形成の固有の傾向は、アミロイド疾患の発症に影響を与えるベータシート誘導時間の決定要因である可能性があります。

Ultraviolet resonance Raman spectroscopy (UVRR) in combination with a nanosecond temperature jump (T-jump) was used to investigate early steps in the temperature-induced alpha-helix to beta-sheet conformational transition of poly(L-lysine) [poly(K)]. Excitation at 197 nm from a tunable frequency-quadrupled Ti:sapphire laser provided high-quality UVRR spectra, containing multiple conformation-sensitive amide bands. Although un-ionized poly(K) (pH 11.6) is mainly alpha-helical below 30 degrees C, there is a detectable fraction (approximately 15%) of unfolded polypeptide, which is mainly in the poly(L-proline) II (PPII) conformation. However, deviations from the expected amide I and II signals indicate an additional conformation, suggested to be beta-strand. Above 30 degrees C un-ionized poly(K) forms a beta-sheet at a rate (minutes) which increases with increasing temperature. A 22-44 degrees C T-jump is accompanied by prompt amide I and II difference signals suggested to arise from a rapid shift in the PPII/beta-strand equilibrium. These signals are superimposed on a subsequently evolving difference spectrum which is characteristic of PPII, although the extent of conversion is low, approximately 2% at the 3 micros time limit of the experiment. The rise time of the PPII signals is approximately 250 ns, consistent with melting of short alpha-helical segments. A model is proposed in which the melted PPII segments interconvert with beta-strand conformation, whose association through interstrand H-bonding nucleates the formation of beta-sheet. The intrinsic propensity for beta-strand formation could be a determinant of beta-sheet induction time, with implications for the onset of amyloid diseases.

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