利用流变核磁共振光谱技术区分具有不同形态的β-淀粉样纤维的形成过程

《Analytical Chemistry》：Discrimination of Formation Processes of Amyloid β Fibrils with Distinct Morphologies Using Rheo-NMR Spectroscopy

神经退行性疾病中Aβ1-40纤维在剪切流下的形态差异及检测方法研究。使用Rheo-NMR光谱技术实时观测发现静置条件下形成较厚纤维（E22-A30区域刚性增强），而剪切流促使纤维变薄且呈 elongated构象。分子动力学模拟证实剪切流阻碍特定形态形成，氟代染料FSB通过19F NMR信号成功区分两种纤维形态。研究揭示了纤维形态形成的分子机制及新型病理纤维鉴别框架。

　　

异常蛋白质纤维聚集体的积累是多种神经退行性疾病的特征。值得注意的是，同一种蛋白质可以形成具有不同形态的纤维，最近的研究将纤维的多态性与疾病症状的变化联系起来。然而，这些不同形态的形成和结构差异背后的机制仍然不清楚。在这里，我们利用流变核磁共振（Rheo-NMR）光谱技术，在原子水平上实时观察了两种不同形态的β-淀粉样肽（Aβ_1–40）纤维的形成过程。流变核磁共振技术能够在剪切流条件下观测蛋白质的核磁共振信号。在静止条件下，Aβ_1–40形成的纤维相对较粗，其E22到A30残基区域的结构也发生了硬化。相比之下，在剪切流作用下形成的纤维较细，Aβ_1–40采用了更为细长的构象。分子动力学模拟结果支持了核磁共振的发现，表明剪切流阻碍了形成特定纤维形态所需的关键结构转变，反而促进了另一种形态的形成。有趣的是，一种含氟的淀粉样蛋白结合染料FSB能够通过其¹⁹F核磁共振信号区分这两种类型的Aβ_1–40纤维及其形成过程。这些发现不仅提供了关于不同纤维形态形成的原子级见解，还为区分与神经退行性疾病相关的病理纤维类型提供了新的框架。