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Molecules (Basel, Switzerland)2020Feb20Vol.25issue(4)

炭酸塩ラジカルアニオン(CO3• - )およびペプチン炭酸塩(HCO4-)によるβ-アミロイド25-35の1-および2電子酸化:ラジカル反応およびペプチド凝集における硫黄の役割

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

β-アミロイド(Aβ)ペプチドは、アルツハイマー病の病因に重要な役割を果たします。AβC末端ドメインの位置35のメチオニン(MET)残基は、ペプチドによって開始された神経毒性、凝集、およびフリーラジカル形成に重要です。Aβの毒物学的特性の調節におけるMETの役割は、おそらく硫黄原子での酸化イベントを伴う可能性が高い。したがって、Aβ25-35断片のMET残基の1つまたは2つの電子酸化と、ペプチドの挙動に対するそのような酸化の効果を調査しました。重炭酸塩は、過酸化水素炭酸塩(HCO4-、PMC)の後に過酸化水素によって媒介される2電子酸化を促進します。重炭酸塩/二酸化炭素ペアは、炭酸塩ラジカル陰イオン(CO3• - )によって媒介される1エレクトロン酸化を刺激します。PMCは、メット残留物のチオエーテル硫黄をスルホキシドに効率的に酸化します。興味深いことに、そのような酸化は、Aβが凝集する傾向を妨げます。逆に、CO3• - メチオニン残基の硫黄ラジカルカチオン(METS•+)への1電子酸化を引き起こします。Aβ酸化中のこの一時的な反応性中間体の形成は、アミロイド神経毒性とフリーラジカル生成の根底にあるプロセスにおいて重要な役割を果たす可能性があります。

β-アミロイド(Aβ)ペプチドは、アルツハイマー病の病因に重要な役割を果たします。AβC末端ドメインの位置35のメチオニン(MET)残基は、ペプチドによって開始された神経毒性、凝集、およびフリーラジカル形成に重要です。Aβの毒物学的特性の調節におけるMETの役割は、おそらく硫黄原子での酸化イベントを伴う可能性が高い。したがって、Aβ25-35断片のMET残基の1つまたは2つの電子酸化と、ペプチドの挙動に対するそのような酸化の効果を調査しました。重炭酸塩は、過酸化水素炭酸塩(HCO4-、PMC)の後に過酸化水素によって媒介される2電子酸化を促進します。重炭酸塩/二酸化炭素ペアは、炭酸塩ラジカル陰イオン(CO3• - )によって媒介される1エレクトロン酸化を刺激します。PMCは、メット残留物のチオエーテル硫黄をスルホキシドに効率的に酸化します。興味深いことに、そのような酸化は、Aβが凝集する傾向を妨げます。逆に、CO3• - メチオニン残基の硫黄ラジカルカチオン(METS•+)への1電子酸化を引き起こします。Aβ酸化中のこの一時的な反応性中間体の形成は、アミロイド神経毒性とフリーラジカル生成の根底にあるプロセスにおいて重要な役割を果たす可能性があります。

The β-amyloid (Aβ) peptide plays a key role in the pathogenesis of Alzheimer's disease. The methionine (Met) residue at position 35 in Aβ C-terminal domain is critical for neurotoxicity, aggregation, and free radical formation initiated by the peptide. The role of Met in modulating toxicological properties of Aβ most likely involves an oxidative event at the sulfur atom. We therefore investigated the one- or two-electron oxidation of the Met residue of Aβ25-35 fragment and the effect of such oxidation on the behavior of the peptide. Bicarbonate promotes two-electron oxidations mediated by hydrogen peroxide after generation of peroxymonocarbonate (HCO4-, PMC). The bicarbonate/carbon dioxide pair stimulates one-electron oxidations mediated by carbonate radical anion (CO3•-). PMC efficiently oxidizes thioether sulfur of the Met residue to sulfoxide. Interestingly, such oxidation hampers the tendency of Aβ to aggregate. Conversely, CO3•- causes the one-electron oxidation of methionine residue to sulfur radical cation (MetS•+). The formation of this transient reactive intermediate during Aβ oxidation may play an important role in the process underlying amyloid neurotoxicity and free radical generation.

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