Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов

Горковский, Антон Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов"

На правах рукописи

ГОРКОВСКИЙ АНТОН АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЫЯВЛЕНИЕ И ЧАСТИЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЛКОВ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ ДРОЖЖЕЙ БАССНАКОМУСЕБ СЕЛЕПЯ/АЕ, ОБЛАДАЮЩИХ СВОЙСТВАМИ АМИЛОИДОВ

03.00.04-биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Пущино - 2009

003487642

Работа выполнена в лаборатории регуляции биохимических процессов Учреждения Российской Академии Наук Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН и на кафедре молекулярной биологии биологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Научные руководители: Член-корр. РАН, профессор

И.С. Кулаев

доктор биологических наук, профессор Т.С. Калебина

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

А.Г. Меденцев доктор химических наук, профессор Г.Н. Руденская

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, г. Москва

Защита состоится «¿6 » ноября 2009 г. в час. на заседании Диссертационного совета Д 002.121.01 в Учреждении Российской Академии Наук Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН по адресу: 142290, г. Пущино Московской области, проспект Науки, д.5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской Академии Наук Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, а также на сайте института www.ibpm.ru.

Автореферат разослан « » октября 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук

В.М. Вагабов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Амилоиды - это фибриллярные белковые агрегаты, представляющие собой протяженные р-складчатые листы, в которых (î-тяжи расположены перпендикулярно оси фибриллы (кросс-р-структура) (Chiti and Dobson, 2006). Первоначально, амилоиды привлекли внимание исследователей благодаря тому, что с их образованием ассоциированы болезни человека и животных, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона (Westermark et al., 2007). Однако в течение последнего десятилетия было показано, что целый ряд белков выполняет свою функцию от vivo в амилоидной форме (Chapman et al., 2002; Claessen et al., 2003; Fowler et al., 2006). Амилоиды характеризуются высокой устойчивостью к изменениям таких параметров окружающей среды, как гидрофобносгь, концентрация соли, рН, температура, давление, воздействие денатурирующих агентов и протеиназ, что обусловлено большим числом взаимодействий, вовлеченных в стабилизацию их структуры. Это обуславливает набор функций, которые выполняют амилоиды. Амилоидные фибриллы различных организмов служат в качестве прочных строительных материалов (например, паутина пауков, Slotta et al., 2007), компонентов защитной оболочки (амилоиды ооцитов и эмбрионов рыб и насекомых, Podrabsky et al,, 2001, Hamodrakas et al., 2004), в качестве "матрицы" при формировании высокомолекулярных комплексов (фибриллы, формируемые фрагментом белка Рте117 меланоцигов млекопитающих, на которых происходит окислительная полимеризация низкомолекулярных хиноновых предшественников с образованием меланина, Fowler et al., 2006). Особое распространение функциональные амилоиды получили на поверхности клеток микроорганизмов (Larsen et al. 2007; Otzen and Nielsen, 2008). Важную роль в данном случае играет способность амилоидов к самосборке в постоянно меняющихся условиях окружающей среды. К настоящему моменту подробно описаны амилоиды поверхности целого ряда микроорганизмов, однако к началу данной работы в литературе отсутствовали сведения об амилоидах клеточной стенки (КС) дрожжей Saccharomyces cerevisiae. КС дрожжей представляет собой полифункциональную, физиологически активную органеллу, которая принимает участие в осуществлении всего комплекса взаимоотношений между микроорганизмом и окружающей средой. КС участвует в обмене веществ между клеткой и внешней средой. Она выполняет функцию прочного наружного скелета, определяя форму клетки и защищая ее от внешних воздействий. Основными полисахаридными компонентами КС дрожжей являются полимеры глюкозы - pi,3- и Р1,6-глюкан - их количество составляет до 60% массы КС, примерно 2% приходится на хитин. Около 40% массы КС составляют маннопротсины, при этом выявлена роль в функционировании клеточных стенок дрожжей

и определена точная локализация в дайной органелле лишь часта этих белков. Белки КС дрожжей подразделяются по способу их закрепления в этой органелле на три группы. Белки первой группы могут бьпъ экстрагированы буфером, содержащим ЭДГА, додецилсульфат натрия '(Дс-Na), восстанавливающие реагенты (дишотреитол, р-меркаптоэтанол) при нагревании (Chaflin and Stocco, 1983; Pastor et al., 1984; Valentín et al., 1984). Маннопротеины этой группы часто называют SEP (от англ. SDS extractable jirotein). Способ их экстракции свидетельствует о том, что они закреплены либо с помощью водородных связей, либо посредством дисульфидных мостиков, образуемых между цистеинами соседних белковых молекул. Белки второй и третьей групп связаны с КС ковалентно. Белки второй группы могут быть экстрагированы из данной огранеллы с использованием таких гидролаз, как (3-глюканазы, маннозидаза, ламинариназа (Pastor et al., 1984; Van Der Vaart el al., 1995; Shimoi et al., 1998), третьей группы - посредством щелочной экстракции (Mr5a et al., 1997; MrSa and Tanner, 1999). Маннопротеины этих групп часто называют (CWP - covalently linked cell wall Eroteins). В группу SEP входят белки, обладающие в основном ферментативной активностью. Среди ферментов, входящих в состав этой группы, обнаружено много белков обладающих глюканазной и/или глюкантрансферазной активностью. К таким белкам относятся глюкантрансфераза BgI2p, экзоглюканаза Exglp, и белки Scw4p, ScwlOp, Scwllp гомологичные Bgl2p (потенциальные глюканазы и/или глюкантрансферазы) (Cappellaro et al., 1998; Sestak et al., 2004). Помимо ферментов КС в этой группе, по-видимому, присутствуют так называемые "транзитные" белки, которые после кратковременного пребывания в КС могут выходить в среду культивирования (Калебина и Кулаев, 2001). Основную часть CWP белков, составляют белки, содержавшие гликозилфосфоинозитольный (GPI - glycosyl phosphoinositol) якорь до закрепления в клеточной стенке и утратившие его в процессе встраивания в КС, так называемые GPI. В данную группу входят белки, участвующие во флоккуляции (Flolp, Flo5p, FIo9p и FlolOp), спаривании (Agalp, Saglp), инвазивном росте (Flollp) и стресс-белки (Cwplp, Cwp2p, Tiplp, Tirlp, Sedlp) (Smits et al., 1999). Среди этого типа белков также обнаружены ферменты, обладающие глюканазной активностью: Gaslp, Crhlp, Crh2p/Utr2p (Hamada et al., 1998; Rodriguez-Pena et al., 2002). Удаление y этих белков С-концевого фрагмента, необходимого для присоединения GPI-якоря, приводит к тому, что данные белки начинают секретироваться в среду (Wojchiechowicz et al., 1993). Кроме GPI в клеточной стенки дрожжей присутствует небольшая группа белков, напрямую ковалентно связанных с pi-3-глюканом КС. Эта группа белков называется ASL (alkali-sensitive linkage), поскольку связь, с помощью которой эти белки присоединяются к глюкану КС, щелочелабильна (De Groot et al.,2005; Ecker et al.,2006). Следует отметить,

что к этой группе белков относится ранее описанное семейство PIR-белков (от англ. protein with internal repeats) (De Groot et al.,2005; Mräa et al., 1997)., ASL-белки закреплены в КС посредством сложноэфирпой связи между у-карбоксилыюй группой глутамата и гидроксилом глюкозы, входящей в состав р1,3-глюкана (Ecker et al,, 2006). (^читается, что белки ASL группы обладают важной структурной функцией и способны скреплять между собой молекулы глюкана (Klis et al., 2006). Следует сказать, что ряд SEP-белков, а именно Pstlp, ScwlOp и Sc\v4p, обнаруживается также во фракции ковалекгно закрепленных белков КС: первый - среди GPl-белков, два других - среди ASL-белков КС. Кроме того, GPI-белкн Cwplp и Cwp2p дополнительно закреплены в КС посредством щелочелабильных связен, т.е. являются одновременно и ASL-белками. На молекулярном уровне КС очень динамична, она увеличивается в размерах за счет встраивания новосинтезированных компонентов в процессе роста клетки. Изменення морфологии клетки при флоккуляции, спаривании, псевдогифальном росте также сопровождаются реконструкцией КС. Более того, структура КС может модифицироваться в зависимости от условий роста клеток. Все перестройки КС происходят за пределами цитоплазматической мембраны, и в этих процессах особо важную роль приобретают белки, принимающие участие в окончательном формировании молекулярного ансамбля КС. Все это делает клеточную стенку дрожжей весьма интересным объектом для изучения. Мы предположили, что среди всего многообразия белков КС дрожжей 5. cerevisiae могут быть белки, обладающие свойствами амилоидов.

Цели и задачи исследования. Цель настоящего исследования состояла в ответе на вопрос, присутствуют ли белки, обладающие амилоидными свойствами, в клеточной стенке широко используемого в научных исследованиях, промышленности и медицине микроорганизма дрожжей ¡-¡К cerevisiae,

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

• С помощью in silico анализа выявить белки КС дрожжей S. cerevisiae, обладающие наибольшей общей длиной потенциально амилоидогенных участков (ПАУ), а также белки, в аминокислотной последовательности которых ПАУ составляют наибольшую часть.

• Провести поиск потенциально амилоидных белков КС с использованием флуоресцентного красителя тиофлавина Т и сопоставить полученные экспериментальные данные с результатами исследования in silico.

• Частично охарактеризовать белки, выявленные на предыдущих этапах работы.

• Установить, оказывают ли КС дрожжей S. cerevisiae различной степени депротеинизации отрицательное воздействие на организм млекопитающих, в частности, вызывают ли развитие амилоидоза.

Научная новизна работы. В данной работе впервые предложен подход для анализа белков, основанный на сочетании шести вычислительных алгоритмов, предназначенных для выявления участков аминокислотной последовательности со свойствами, присущими амилоидогенным детерминантам. С помощью данного подхода было выявлено 10 потенциально амилоидогенных белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Также в настоящей работе впервые был проведен поиск белков клеточной стенки, обладающих свойствами амилоидов, с использованием флуоресцентного красителя тиофлавина Т, что позволило выявить их присутствие экспериментально.

В данной работе был разработан метод определения глюкантрансферазной активности, основанный на использовании в качестве субстрата Р1,3-глюкана (ламинарина). Применение указанного метода позволило установить, что для проявления ферментативной активности глюкантрансферазой Bgl2p in vitro необходимо присутствие высокомолекулярных полифосфатов, а также предложить гипотетическую схему регуляции активности Bgl2p с помощью соединений данного типа в составе клеточной стенки.

В данной работе впервые было продемонстрировано, что инъекции клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae оказывают токсическое воздействие на организм мышей. В печени и селезенке подопытных животных были обнаружены амилоидные отложения. Высказано предположение, что указанные эффекты связаны с наличием в клеточной стенке белков со свойствами амилоидов и, в первую очередь, Bgl2p.

Практическая ценность работы. Выявление белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов, помимо научного интереса имеет и несомненную практическую значимость в связи с потенциальным вредом, который амилоидные белки могут оказывать на здоровье человека и животных, например, формируя "затравки" амилоидных отложений в их организме. Изучение условий, при которых амилоидные белки могут быть удалены га состава клеточной стенки, позволит избежать побочных эффектов при использовании дрожжей в фармакологической и пищевой промышленности. Результаты работы могут быть использованы для анализа клеточных стенок самых различных низших эукариот, в том числе промышленных штаммов грибов - продуцентов Р-лакгачных антибиотиков и других практически-важных вторичных метаболитов и биологически-активных соединений.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на международных конференциях: «Ломоносов-2008», Москва, Россия (2008); «IV съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов», Новосибирск, Россия (2008); «International conference 27th ISSY: Pasteur's legacy - Yeasts for Health and Biotechnologies», Paris, France, 2009.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура работы. Диссертация состоит из глав "Введение", "Обзор литературы", "Материалы и методы", "Результаты и их обсуждение", "Выводы", "Список литературы".

Материалы диссертации изложены на_страницах машинописного текста, включают

_рисунков и_таблиц, список литературы включает_наименований.

МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ

Культуры дрожжей. В данной работе были использованы следующие родительские штаммы дрожжей S. cerevisiae (в тексте для удобства изложения именуются "дикий тип"): MAY591 (МАТа Ieu2-3,112 lys2-801 ura3-52 his3-A200) (Saunders and Hoyt, 1992); DBY 746 (MAT а ura3-52 leu2-3,112 trpl-289 his3-Al) (любезно предоставлен проф. М.Д. Тер-Аванесяном, Кардиологический центр, Москва). Штаммы с делецией гена BGL2 были ранее получены в нашей лаборатории путем нарушения его хромосомной копии вставкой URA3 (в тексте именуются Abgl2)\ (МАТа Ieu2-3,1I2 lys2-801 ura3-52 his3-&200 BGL2::URA3) - к.б.н. Т.А. Плотниковой (Плотникова, кандидатская диссертация, 2006); (МАТа ura3-52 Ieu2-3,112 trpl-289 his3-A!BGL2::URA3) - аспиранотом Е.Е. Безсоновым.

Биотинилирование белков поверхности клеток дрожжей осуществляли в 50мМ калий-фосфатном буфере рН8.0, содержащем NHS-LC-биотин (Pierce, США) (Mr5a et al., 1997).

Получение клеточных стенок дрожжей. Клетки дрожжей разрушали с помощью стеклянных шариков (0.5 мм; Sigma), при охлаждении. Центрифугированием отделяли клеточные стенки от внутриклеточного содержимого. Далее полученный препарат промывали два раза водой, 2 раза 1% сахарозой, 2 раза 1 М NaCl, 2 раза 1% NaCl, 5 раз водой, 1 раз 0.05М трис-HCl буфером (рН 7.5). Степень чистоты получаемого препарата стенок контролировали с помощью светового микроскопа.

Частичная депротеинизация клеточных стенок. Изолированные КС обрабатывали протеиназой К (2.5 мг/мл) или трипсином (1.7 мг/мл) в течение 1 часа при 37°С, буфер 50мМ Tris-HCl рН 7.5. Экстракты, полученные при обработке КС трипсином, были использованы в дальнейшей работе (здесь и далее по тексту - трипсиновые экстракты). КС были подвергнуты дополнительным обработкам с целью удаления протеиназ.

Отсутствие протеолитической активности в образцах проверяли с использованием окрашенного казеина. Кроме того, применялась экстракция с использованием следующих реагентов: 1%-ным раствором Дс-Na в течение 1 часа при 37°С; последовательно трипсином и Дс-Na; последовательно Дс-Na и безводным диметилсульфоксидом (ДМСО) в течение 10 мин при комнатной температуре; последовательно Дс-Na и безводной трифторуксусной кислотой (ТФУ) в течение 10 мин при комнатной температуре. Экстракты, полученные при обработке КС ДМСО и ТФУ, были использованы в дальнейшей работе (здесь и далее по тексту - ДМСО- и ТФУ-экстракты соостветственно). Экстракты лиофильно высушивали, а КС дополнительно отмывали от экстрагентов. Количество КС оценивали спеюрофотометрически - измеряли оптическую плотность при 540 нм (1 ОЕ540 соответствует 500 мкг КС).

Экстракцию белков из КС дрожжей проводили согласно известному методу (Mr5a et al., 1999). SEP-белки из КС экстрагировали буфером Лэммли (0.1 М Трис-HCl, рН 6.8, 3% Дс-Na, 5% Р-меркаптоэтанол, 10% глицерин, 0.01 М ЭДТА, 0.0025% бромфеноловый синий) при нагревании. ASL-белки экстрагировали из КС после полного удаления белков SEP-фракции при действии 25 мМ NaOH в течении ночи при 4°С. Для выделения GPI-белков из КС также предварительно удаляли все белки SEP-фракции, после чего КС инкубировали с препаратом ламинариназы, содержащим pl,3- и Р1,6-глюканазы, поскольку данные белки в КС ковалентно прикреплены к глюкану через олигоманнозную цепь остатка GPI-якоря. Во всех случаях полученные экстракты отделяли от КС центрифугированием при 12100g на центрифуге центрифуге Eppendorf Minispin в течении 5 минут.

Выделение глюкантрансферазы Bgl2p из_клеточных стенок дрожжей.

Изолированные клеточные стенки (15 ОЕ540), обработанные Дс-Na как описано выше, ресуспендировали в 150 мкл воды. Далее суспензию инкубировали 15 минут при 70°С. Затем пробу центрифугировали при 12100 g на центрифуге Eppendorf Minispin 5 минут. Осадок удаляли, а супернатант, содержащий белок Bgl2p, использовали в дальнейшей работе. Измерение концентрации белка проводили согласно методу Scopes (Scopes, 1974). Поглощение белка в диапазоне 190 - 350 нм измеряли с помощью спектрофотометра Varian Сагу 300 Bio UV-Visible Spectrophotometer (Varian Inc.). Концентрацию белка (с, мг/мл) рассчитывали по формуле:с = 31-(Л^-Аш), где Л205 и Л350 - поглощение раствора белка при 205 и 350 нм соответственно.

Анализ белков проводили с помощью ПААГ-электрофореза в денатурирующих условиях (Laemmli, 1970). Для идентификации белков с антителами и биотинилированных белков по стандартному тесту со стрептавидином, коньюгированным с щелочной

фосфатазой, проводили Вестерн-блот анализ по стандартной методике (Towbin et al., 1979). Поликлональные антитела к белку Bgl2p были получены и Институте биофизики клетки (г. Пущино) д.б.н. О.С. Моренковым..

Флуоресценция тисхЬлзвина Т (TT). Был использован TT фирмы Sigma. Исследование флуоресценции TT в присутствии КС (оптическая плотность конечных препаратов составила 0.45 ОЕмо/мл) и трипсиновых экстрактов (20,40, 60, 110 и 160 мкл на 3 мл 10 мкМ раствора TT) экстрактов in КС было проведено по методике, описанной ранее (LeVine, 1993), с небольшими изменениями. Флуоресценцию измеряли на флуоресцентном спектрофотометре Сагу Eclipse (Vanan Inc.). Для обработки данных использовались программы Сагу Eclipse Scan Application v. 1.1 и Sigmaplot 10.

Спектроскопия кругового дихроизма Спектры кругового дихроизма (КД) раствора Bgl2p в интервале температур 20 - 90°С были получены с использованием инструмента Chirascan Circular Dichroism Spcctromcter (Applied Photophysics) в совместной работе с K.6.H. B.B. Шубиным (Ииституг биохимии им. АН. Баха, г. Москва). Спеюры прописывали в диапазоне 180 - 260 нм и обрабатывали с использованием программы Chirascan Viewer. Спектры КД анализировали с использованием алгоритмов доступных на сервере DICHROWEB (http://dichrowcb.crvst.bbk.ac.uk) (Whitmore and Wallace, 2008).

MALDI-TOF масе-спектрометтжческий анализ был проведен с использованием масс-спектрометра Bruker Daltonics Ultraílex MALDI TOF/TOF (Bruker) в ГУ НИИ Биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН при участии И.Ю. Торопыгина. В качестве матрицы была использована 2,5-дигироксибензойная кислота, которую растворяли в смеси равных объемов ацегошггрила и 0.1% ТФУ и смешивали с водным раствором Bgl2p (25 мкг/мл). Анализ спектров проводили с использованием программного обеспечения mMass V. 2.4.

Иммунофлуоресцентная микроскопия. Флуоресцентные микрофотографии фибрилл, формируемых глюкантрансферазой Bgl2p, были получены с использованием флуоресцентного конфокального сканирующего микроскопа Leica TCS SP2 AOBS (Leica) под руководством проф. С.А. Кузнецова в Центре визуализации живой клетки Ростокского университета, г. Росток, Германия. Водный раствор Bgl2p высушивали на стекле в течение 1 часа, окрашивали первичными моноклональными мышиными антителами к Bgl2p и вторичными поликлональными козьими анти-мышь антителам IgG, помеченными флуорофором Alexa-488 (Invitrogen).

Глюкантрансферазную активность препарата Bgl2n определяли, используя разработанный нами подход, основанный на том, что данный фермент вносит ßl,6-

разветвления в линейный р1,3-глюкан (Popolo and Vai, 1999). Принцип метода подробно описан в разделе Результаты я их обсуждение.

Компьютерный анализ аминокислотных последовательностей белков клеточной стенки. Аминокислотные последовательности белков КС были извлечены ю базы данных UniProtKI№EMBL (http://www.uniprot.oraO. В результате был получен список аминокислотных последовательностей 50 белков, относящихся по способу закрепления в КС к фракциям SEP- (15), ASL- (6) и GPI-белков (29). Аминокислотные последовательности были проанализированы с использованием вычислительных алгоритмов AGGRESCAN (http://bioinf.uab.es/aggrescan/). WALTZ

(http://switpc7.vub.ac.be/cgi-bin/index.cgi). DHPRED (http://www.fz-

iuelich.de/nic/cbb/service/dhpred.php). PASTA (http://protein.cribi.unipd.it/pasta/). TANGO (http://tango.erg.es/), а также алгоритма, разработаннанного в лаборатории О.В. Галзитской (Институт белка РАН, Пущино).

Эксперименты над лабораторными мышами были выполнены в совместной работе с проф. Н.Г. Левицкой (Биологический факультет МГУ им. Ломоносова), к.б.н. Т.В. Васильевой (Биологический факультет МГУ им. Ломоносова) и проф. О.В. Макаровой (ГУ НИИ Морфологии человека РАМН). Было изучено влияние инъекций суспензий КС (доза 200 мг/кг) дикого типа и штамма ábgl2, обработанных и не обработанных протеиназой К, на организм мышей, в частности на такие параметры как скорость набора веса и исследовательскую активность (Kelley et al., 1989), а также с помощью окрашивания Конго Красным (КК) и тиофлавином Т были проанализированы органы животных (печень и селезенка) на предмет выявления в них амилоидных отложений.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Компьютерный анализ аминокислотных последовательностей белков КС дрожжей S. cerevisiae.

Для реализации поставленной задачи нами был проведен компьютерный анализ с применением подхода, основанного на сочетании шести (в ряде случаев, пяти) вычислительных алгоритмов, предназначенных для выявления потенциально амилоидных белков. Потенциально амилоидогенными участками (ПАУ) мы считали области полипептидной цепи, выявленные одновременно как минимум четырьмя из использованных алгоритмов, чья длина составляла не менее 4 аминокислотных остатков, т.к. из литературы известно, что для формирования амилоидных фибрилл минимально достаточно тетрапешида (Sawaya et al., 2007; Ivanova et al., 2004; Fandrich et al, 2003). Наличие пост-трансляционных модификаций препятствует формированию амилоидных

фибрилл (Не et al., 2006), поэтому те ПАУ, в состав которых попадали модифицированные аминокислоты, при дальнейшем анализе не учитывались, как и ПАУ, попадающие в процессированные области белковых цепей. Использованные вычислительные алгоритмы позволяют выявить участки, обладающие свойствами, присущими амилоидогенным детерминантам. Таким образом, мы сделали упор на выявлении участков полипептидной цепи, характеризующихся наиболее выраженными амиловдогенными свойствами. Не исключено, что среди участков, не выявленных нами как ПАУ, также могут быть обнаружены амилоидогенные области.

Прежде всего, с применением предложенного нами подхода были проанализированы последовательности белков, для которых амилоидные свойства были показаны экспериментально, при этом исследовали как ассоциированные с болезнями человека, так и функциональные амилоидные белки. К первым относятся амилоидный белок болезни Альцгеймера Ар, ассоциированный с микротрубочками белок тау, трансгирстин и прионный белок РгР (Westermark et al., 2007). Среди функциональных амилоидных белков были проанализированы основной белок филаментов курлей грамотрицательных бактерий Е. coli CsgA, фактор терминации трансляции дрожжей S. cerevisiae Sup35p, белок меланоцитов человека PmeI17 (Fowler et al., 2007). Были получены результаты, позволившие утверждать, что указанный подход может быть успешно применен для выявления амилоидогешгых областей в белках КС.

Мы проанализировали аминокислотные (АК) последовательности 50 белков КС дрожжей S. cerevisiae, т.е. почти всех описанных белков данного компартмента. Были исследованы как последовательности белков, присутствующих в составе КС в логарифмической фазе роста в стандартных лабораторных условиях выращивания клеток (ЗО'С, среда YPD) (27 аминокислотных последовательностей), так и белков, присутствие которых в КС в данных условиях детектировать не удается (23 аминокислотные последовательности) (Ghaemmaghami et al., 2003). С помощью предложенного нами подхода в составе КС были выявлены потенциально амилоидогенные белки. Среди белков, присутствующих в КС в указанных условиях выращивания, были выявлены pi,3-глюканремоделирующие ферменты Bgl2p (SEP-фракция) и ScwlOp (SEP- и ASL-фракция), а также белок Toslp (ASL-фракция). Среди белков, отсутствующих в КС в этих условиях, потенциально амилоидогенными являются адгезины Agalp, Awalp, Flolp, Flo5p и Flo9p (GPI-фракция), а также белки Knhlp и Kre9p, участвующие в формировании р1,6-глюкана (SEP-фракция). Таким образом, итогом данного этапа работы стал список потенциально амилоидных белков КС.

2. Экспериментальное выявление белков КС. обладающих свойствами амилоидов.

Одним из часто применяемых методов, предназначенных для выявления белков, обладающих свойствами амилоидов, является тест с использованием флуоресцентного красителя ТТ. Применение данного метода позволило нам на следующем этапе работы провести поиск белков КС, обладающих свойствами амилоидов, а также сопоставить полученные экспериментальные данные с результатами т ¡Шсо исследования. Проведенный опыт показал, что в присутствии КС происходит индукция флуоресценции ТТ, характерной для связанной с амилоидами формы данного красителя (рис. 1 А). Полученные данные свидетельствуют о том, что в составе КС присутствуют белки, обладающие свойствами амилоидов. Для того чтобы установить тип связи (коваленгная/не ковалентная) между белками, взаимодействующими с ТТ, и полисахаридным каркасом КС, был проведен следующий эксперимент. КС были последовательно обработаны детергентом Дс-Ыа и органическим растворителем ДМСО. Известно, что амилоиды характеризуются устойчивостью к воздействию детергентов, таких как Дс-Ыа. Однако ДМСО используется для солюбилизации даже чрезвычайно устойчивых амилоидов (ЫНвЕОП, 2004). Было обнаружено, что обработанные ДМСО КС полностью теряли способность индуцировать флуоресценцию ТТ (рис. 1 А), в то же время полученный экстракт обладал способностью индуцировать флуоресценцию ТТ (рис. 1 Б).

отсутствии анализируемых веществ, 2 - в присутствии ДМСО, 3 - в присутствии ДМСО-экстракта, полученного из обработанных Дс-Na КС. Длина волны возбуждения - 450 им.

Полученные данные позволили нам предположить, что обладающие свойствами амилоидов белки связаны с полисахаридным каркасом КС нековалентно. Из выявленных нами на предыдущей стадии работы белков, таким способом закрепления в КС характеризуются Bgl2p и, возможно, Sew Юр. Это позволяет предположить, что данные

480 520 Длина волны, нм

Рисунок 1. Флуоресценция ТТ в присутствии клеточных стенок дрожжей 5. сегеуиШе и экстракта, полученного из них с использованием 100% диметилсульфоксидаА: спектры флуоресценции ТТ: 1 - в отсутствии КС, 2 - в присутствии КС, обработанных 1% Дс-Ыа (1 час при ЗТС) и ДМСО (15 минут при комнатной температуре), 3 - в присутствии исходных КС. Б: спектры флуоресценции ТТ: 1 - в

белки являются амилоидными.Не исключено, что в КС присутствуют и другие, не выявленные нами SEP-белки, обладающие свойствами амилоидов. То обстоятельство, что Toslp, выявленный на предыдущем этапе работы как потенциально амилоидогенный, по всей видимости, не формирует амилоидов в составе КС, может объясняться наличием в его составе, в частности, внутри и в непосредственной близости от ПАУ, не охарактеризованных до сих пор сайтов пост-трансляционной модификации. Необходимо отметить, что при выращивании дрожжей в условиях, отличающихся от использованных в данной работе, следует ожидать, что белки, обладающие свойствами амилоидов, будут обнаружены и среди ковалентно закрепленных белков КС. Итак, нами было установлено, что специфически взаимодействуют с ТТ, т.е. обладают одним из свойств, присущих амилоидам, белки SEP-фракции, закрепленные в КС посредством нековалентных взаимодействий, предположительно, Bgl2p и/или ScwlOp. Ранее в нашей лаборатории было установлено, что среди белков SEP-фракции глюкангрансфераза Bgl2p в составе КС проявляет высокую устойчивость к обработке 1% Дс-Na при 37°С, протеиназой К н трипсином несмотря на обилие в его аминокислотной последовательности сайтов гидролиза данными протеиназами. Все эти свойства характерны для амилоидов. Таким образом, в составе КС BgI2p обладает целым рядом свойств, присущих амилоидам.

В то же время флуоресценция ТТ в присутствии КС, обработанных трипсином и последовательно обработанных трипсином и Дс-Na, в которых сохраняется Bgl2p, составляет лишь 20% от флуоресценции, обнаруживаемой в присутствии не обработанных КС, а экстракты, полученные с использованием трипсина, индуцируют флуоресценцию ТТ (рис. 2).

Рисунок 2.

А: Флуоресценция ТТ в присутствии клеточных стенок дрожжей S. cerevisiae, подвергнутых различным обработкам, а также исходных КС. 1 - КС необработанных, 2 -КС, обработанных трипсином (1 мг/мл 30

„ "А 03 д- 0,8

S =

X X

Я U и и 0,4

о. 3

>> 0

3 12

В з

в =

S X

= = 8 о es о

=г «

.¿а

9X4

>> ЕС Ч О

I© ^

^ О

480 520

Длина волны, им мин при 37°С), 3 - КС, обработанных трипсином и 1% Дс-Ма (1 час при 37°С), 4 - КС, обработанных Цв-Ыа и ДМСО (15 минут при комнатной температуре); Б: Спектры флуоресценции тиофлавина Т в присутствии экстрактов из КС дикого типа дрожжей сегеу1яше, полученных с использованием трипсина. 1 - ТТ, 2 - ТТ в присутствии экстрактов, полученных с использованием трипсина из 0.5 мг КС, 3 - 1.5 мг КС, 4 - 8.0 мг КС. Длина волны возбуждения составила 450 нм.

Следовательно, Bgl2p, как мы и предполагали, не является единственным белком КС, обладающим свойствами амилоидов. Другие белки с амилоидными свойствами, как было установлено в предыдущих экспериментах, связаны с КС нековалентно. В их закрепление вовлечена доступная действию протеиназы, по-видимому, не амилоидная, часть полипептидной цепи. В заключение следует сказать, что на данном этапе работе были частично охарактеризованы белки КС, обладающие свойствами амилоидов. Среди них наиболее выраженными амилоидными свойствами обладала глюкантрансфераза Bgl2p, которая была определена как потенциально амилоидный белок с помощью компьютерного анализа АК последовательности, обладает в составе КС целым рядом свойств, присущих амилоидам, а также является мажорным и конститутивным белком КС. Именно глюкантрансфераза Bgl2p была нами выбрана в качестве объекта дальнейшего более детального изучения.

3. Подбор условий выделения глюкантрансферазы Bgl2n из КС дрожжей £ cerevisiae.

Как было установлено ранее, последовательно обработаные Дс-Na и ДМСО КС не индуцируют флуоресценцию ТТ, в то время как полученный ДМСО-экстракт индуцирует. Данный экстракт был лиофюшзирован, перерастворен в денатурирующем буфере Лэммли и проанализирован с помощью электрофореза в ПААГ и Вестрен-блот-анализа с использованием антител к Bgl2p (рис. 3 А и Б, дорожки 1). Было показано, что в ДМСО экстрагируется белок с молекулярной массой (М), совпадающей с М Bgl2p (30 кДа), а также при электрофорезе обнаруживается белковая полоса с М ~ 150 кДа. Обе эти полосы детектировались с использованием антител к Bg21p, других белков в препарате обнаружено не было. По всей видимости, выекомолекулярная полоса соответствует олигомеру, а именно пентамеру, Bgl2p. Данные олигомеры не диссоциируют на мономеры при кипячении в буфере Лэммли (100°С 5 минут) (рис. 3 А и Б, дорожки 2), что характерно для амилоидов (Kayed et al., 2007). Для солюбилизации амилоидов наряду с ДМСО применяется безводная трифторуксусная кислота (ТФУ). ТФУ-экстракг содержал белковые полосы с М 30,60 и 150 кДа, детектируемые с использованием антител к Bgl2p, т.е. кроме мономера и пентамера детектировался димер данного белка (рис. 3 А и Б, дорожки 3). Данные олигомеры также не диссоциировали на мономеры при кипячении в буфере Лэммли (рис. 3 А и Б, дорожки 4). Таким образом, с помощью указанных методов экстракции может быть получен гомогенный по данным электрофореза препарат Bgl2p. Однако эти способы получения препарата Bgl2p для дальнейшего анализа имеют недостатки. Естественным окружением для Bgl2p является водное, следовательно, для

дальнейшего анализа нам был необходим водный раствор 1^]2р. Нельзя исключить, что лиофильное высушивание ДМСО- и ТФУ-экстрактов способствовало формированию олигомеров, поэтому лиофильное высушивание не является приемлемым методом удаления данных органических растворителей. Альтернативный метод, диализ против воды, не подошел, поскольку приводил к сильному разбавлению образца (данные не приведены).

Поэтому был испробован другой метод экстракции. Суспензии КС в воде были нагреты до температур 55°С и 70°С, экстракты были проанализированы электрофоретически (рис. 3 А и Б, дорожки 5, 6 и 7). Образец, полученный нагреванием до 55°С, был прогрет перед электрофорезом в буфере Лэммли при 100°С 5 минут (рис. 3 А и Б, дорожки 7). Образец, полученный нагреванием до 70°С, был подвергнут электрофорезу до и после кипячения в буфере Лэммли (рис. 3 А и Б, дорожки 5 и 6 соответственно). Было установлено, что Е^12р практически не экстрагируется из КС при нагревании до температуры 55°С. Однако при температуре 70°С В§(2р экстрагируется из КС в количестве достаточном для дальнейшего анализа. При этом с помощью электрофореза и Вестерн-блот-анализа детектируется только мономер Bgl2p. Данный факт подтверждает предположение о том, что высушивание может способствовать формированию олигомеров Bgl2p.

Рисунок 3. Экстракция Bgl2p из КС дрожжей 5. сеге\1$1ае различными методами. 1,2 — экстракция в 100% диметилсульфокси д (15 минут при комнатной температуре); 3, 4 -в 100% трифторуксусную

кислоту (15 минут при комнатной температуре); 5, 6 - в воду при 70°С (15 минут); 7 - в воду при 55°С (15 минут). Все образцы получены из КС, предварительно обработанных 1% Дс-Ыа (1 час при 37°С). Образцы 1 - 4 были лиофилизированы, а затем перерастворены в буфере Лэммли. К водным экстрактам (образцы 5-7) добавляли концентрированный буфер Лэммли в таком количестве, чтобы конечная концентрация компонентов буфера была стандартной. На дорожки наносили образцы, полученные из одинакового количества КС (2 ОЕ^о). Стрелка указывает на высокомолекулярные полосы Bgl2p (60 и 150 кДа). М - метчики молекулярной массы, массы белков указаны на рисунке в кДа. Белки были разделены в 10% ПААГ, а затем либо визуализированы окрашиванием серебром (А), либо перенесены на нитроцеллюлозную мембрану и визуализированы с использованием антител к В§12р (Б).

М, кДа -160

-67 -45

-24

Нагрев 100°С перед нанесением на форез

М, кДа -160

-67

-45

-24

Таким образом, нам удалось получить препарат Bgl2p, представляющий собой водный раствор белка с концентрацией 25 мкг/мл. Описанный метод экстракции является, на наш взгляд, оптимальным, поскольку он эффективен, не связан с лиофильным высушиванием образца и, как известно из литературы, Bgl2p, который является глюкантрансферазой, сохраняет при таком нагреве свою ферментативную активность (Mräa et al., 1993). Причина того, что при нагреве Bgl2p выделяется в виде мономера, вполне вероятно кроется в том, что в КС присутствуют два пула данного белка: агрегированный и не агрегированный Bgl2p. С помощью нагрева в воде, как мы предполагаем, выделяется лишь не агрегированный белок. С данным предположением согласуется тот факт, что количество Bgl2p, экстрагируемого из КС в ДМСО или ТФУ, превышает количество экстрагируемого в воду белка (рис. 3). Полная схема выделения глюкаитрансферазы Bgl2p подробно описана в разделе Материалы и методы. Полученный препарат был использован в дальнейших экспериментах.

4. Характеристика свойств глюкаитрансферазы Bgl2p.

4.1. Компьютерный анализ последовательности Bgl2p.

На следующем этапе нашего исследования мы решили провести более детальный анализ ПАУ глюкаитрансферазы Bgl2p. В результате анализа, проведенного с использованием предложенного нами подхода, были выявлены следующие ПАУ: остатки 83 - 89 (FTIFVGV) (ПАУ 1), 190 - 193 (NAFS) (ПАУ 2), 268 - 276 (GVNVIVFEA) (ПАУ 3). Участок FTIFV ПАУ 1 и участок GVNVIVFE ПАУ 3 были предсказаны пятью из шести алгоритмов, использованных в данной работе, остальные АК остатки - четырьмя. Это позволяет предположить, что вероятность участия ПАУ 1 и 3 Bgl2p в амилоидообразовании, выше таковой для ПАУ 2. В связи с этим важным также является вопрос локализации ПАУ в структуре Bgl2p: экспонированные в растворитель, не участвующие в образовании энергетически выгодных структур (таких как а-спираль) амилоидогенные последовательности были обнаружены в амилоидных белках а-синуклеине, тау и РгР и играют важную роль в формировании ими агрегатов (binding et al., 2004; Chiti and Dobson, 2009). На предыдущих этапах работы мы показали, что Bgl2p обладает рядом свойств, присущих амилоидным белкам. В то же время Bgl2p принадлежит к семнадцатому семейству гликозид-гидролаз (Mouyna et al., 1998) и можно ожидать, что данный белок будет проявлять свою ферментативную активность, формируя третичную структуру, схожую с той, которую формируют другие белки данного семейства. До сих пор установить третичную структуру Bgl2p не удалось, однако она известна для его гомолога 1,3-1,4-р-глюканазы ячменя (лихеназы II Hordeum vulgare)

(Mueller et al., 1998). Поэтому на следующем этапе работы мы выравняли последовательности Bgl2p и лихеназы II, и проанализировали топологию участков последовательности лихеназы II, соответствующих предсказанным нами ПАУ Bgl2p. Результаты анализа приведены на рисунке 4. ПАУ Bgl2p соответствуют остаткам 73 - 80 (VKSNIQA) (рис. 4, область 1), 186 - 190 (YALF) (рис. 4, область 2), 268 - 277 (GAIETYIFAM) (рис. 4, область 3) лихеназы II. В третичной структуре лихеназы II область 1 располагается на поверхности белка (доступна растворителю), часть остатков

принимает участие в формировании а-спирали (вторичная структура на рис. 4 обозначена символом "а" - от англ. alpha-spiral), остальные находятся в области с т.н. не получившей определения вторичной структурой (неупорядоченные области или повороты, "и" - от англ. undefined). АК остатки области 2 преимущественно задействованы в образовании а-спирали, при этом они находятся внутри белковой молекулы.

BGL2

LICHENASE II SS

solv BGL2

LICHENASE II

solv BGL2

LICHENASE II SS

solv BGL2

LICHENASE II

solv BGL2

LICHENASE II

solv BGL2

LICHENASE II SS

solv

Рисунок 4. Результат выравнивания АК последовательностей Bgl2p (BGL2) и лихеназы II (LICHENASE II). Идентичные АК остатки отмечены (*), гомологично-замещенные -знаками (:) или (.) (в случае близких и отдаленных по свойствам АК остатков соответственно). Жирным шрифтом, подчеркиванием и цифрами отмечены ПАУ Bgl2p. Область 1 соответствует ПАУ 1 Bgl2p, область 2 соответствует ПАУ 2 Bgl2p, область 3 соответствует ПАУ 3 Bgl2p. Теоретически предсказанные каталитические остатки глутаматов (Е233 и Е292) отмечены знаком (#).

Вторичная структура области 3 не получила определения, 6 АК остатков данной области (GAIETY) экспонированы в растворитель, 4 АК (IFAM) остатка располагаются внутри

MRFSTTLATAATALFFTASQVSAICELAFNLGVKNNDGTCKSTSDYETELQALKSYTSTV 60 ---PPSVESIGVCYGMSANNLPAASTWSMFKFNG-IKSMRLYAPNQAALQAVGGTGINV 56

KVYAASPCNTLQNLGP ААЕAEGFTIFVGVWPTDDSHYAAEК-----AALQTYLPKIKEST 11Б

WGAPNDVLSNLAASPAAAASWVKSNIQAYPKVSFRYVCVGNEVAGGATRNLVPAMKN— 114 * * * : *т т ; . ,* :. ;*

aaaauuu -++++++

VAGFLVGSEALYRNDLTASQLSDKINDVRSWADISDSDGKSYSGKQVGTVDSV^IVLVAG 175 VHGALVAAG-LGHIKVTTSVSQAILGVFSPPSAGSFTGEAAAFMGPWQFLARTNAPLMA 173

* s -it-it • it • _ "... * I ' * * : * ;

----YNSAVIE ASP FVMANAFSYWOGOTMQN ASY- — SFFDOIMOALQVIQSTKGSTDIT 228

NIYPYLAWAYNPSANPMGYALFNASGTWRDGAYGYQNLFDTTVDAFYTAMGKHGGSSVK 233

aaau

FWGETGWPTPG-TNFESSYPSVPNAKQFWKEGICSMRAWG-VNVIVFEAFPEPWKPNTS 286 LWSESGWPSGGGTAATPANARFYNQHLINHVGRGTFRHPGAIETYIFAMFNENQKD—- 290

uuuuuuuuuu ++++++----

GTSDVEKHWGVFTSSDNLKYSLDCDFS 313 —SGVEQNWGLFYPNMQHVYPINF--- 312

белка. Таким образом, области 1 и 3 лихеназы II (соответствующие ПАУ 1 и 3 Bgl2p), в отличие от области 2, экспонированы в растворитель и имеют в своем составе участки неупорядоченной структуры и повороты. Высока вероятность того, что ПАУ Bgl2p имеют сходную топологию. Таким образом, можно ожидать, что именно ПАУ 1 и 3 Bgl2p будут принимать участие в установлении первичного контакта между молекулами этого белка и будут входить в состав кора амилоидных фибрилл.Участие ПАУ2 в указанных процессах маловероятно, поскольку результат нашего анализа свидетельствует о том, что это было бы сопряжено со значительными энергетическими затратами, связанными с разрушением прочной структуры а-спирали и с экспонированием участка в растворитель. Таким образом, согласно результатам теоретического анализа, именно ПАУ 1 и 3, но не ПАУ 2, участвуют в формировании амилоидных фибрилл Bgl2p. Кроме того, следует сказать, что все ПАУ Bgl2p находятся на значительном отдалении (более 7 АК остатков) от экспериментально установленного сайта N-гликозилирования (N284) и теоретически предсказанных каталитических остатков глутаматов (Е233 и Е292) (более 35 АК остатков) (рис. 4). Следовательно, формированию данными фрагментами полипептидной цепи Bgl2p амилоидных фибрилл не препятствует пост-трансляционная модификация белка, и оно может быть осуществлено без разрушения активного центра молекулы.

4.2. Экспериментальная характеристика свойств Bgl2p.

На следующем этапе работы была проведена частичная характеристика свойств глюкантрансферазы Bgl2p in vitro. Анализу подвергали препарат Bgl2p, полученный по методике, подробно описанной в разделе Материалы и методы. С использованием спектроскопии кругового дихроизма была проанализирована вторичная структура Bgl2p в растворе при различных температурах (рис. 5).

— Рисунок 5. Спектры

кругового дихроизма Bgl2p при температурах 20, 55, 60, 80 и 90°С в воде.

"" При 20°С форма

спектра КД

характеризуется минимумом при 208 нм,

260 ЧТ° хаРакте'5Н0 для ®елков

с высоким содержанием р-слоев. При нагревании

Длина волны (нм)

происходит смещение минимума в сторону коротких длин волн, что обычно интерпретируется как постепенное возрастание доли неупорядоченных областей во вторичной структуре белка, однако даже при 90"С Bgl2p денатурирует не полностью, о чем свидетельствует отличные от нуля значения молярной эллиптичности в диапазоне 210 - 220 им, который соответствует полосе поглощения пептидной связи. Поскольку данный хромофор является симметричным, круговой дихроизм в указанной области наблюдается только при наличии асимметричного окружения и свидетельствует о присутствии в белке вторичной структуры. Спектры КД Bgl2p при температурах 20 и 90°С были проанализированы с использованием алгоритмов CDSSTR (Manavalan and Johnson, 1987), SELCON3 (Sreerama and Woody, 1993) и CONTINLL (Provencher and Glockner, 1981), доступных он-лайн на сервере DICHROWEB (http://dichroweb.crvst.bbk.ac.uk) (Whitmore and Wallace, 2004; Whitmore and Wallace, 2008). Показано, что при 20°C во вторичной структуре Bgl2p присутствует > 40% ß-тяжей (суммарно регулярных и не регулярных) и менее 10% а-спиралей (суммарно регулярных и не регулярных). Остальное приходится на повороты и неупорядоченные области. При нагреве до 90°С и доля ß-тяжей, и доля а-спиралей незначительно снижается, при этом несколько возрастает суммарная доля поворотов и неупорядоченных областей. Высокая доля ß-тяжей в структуре белка и устойчивость к температурной обработке характерны для белков, формирующих амилоидные фибриллы, т.е. Bgl2p в растворе обладает свойствами амилоидов.

Свежевыделенный и инкубированный при 4°С в течение 2 недель препараты Bgl2p были охарактеризованы с использованием MALDI TOF масс-спектрометрии. Данные представлены на рисунке 6 А и Б соответственно. В обоих образцах был обнаружен пик 33.7 кДа, что на 2.5 кДа больше расчетной массы Bgl2p. Указанный факт согласуется с данными литературы: известно, что Bgl2p несет коровое N-гликозилирование, при этом масса углеводной цепи составляет именно 2.5 кДа (MrSa et al., 1993). Кроме того, в образце, подвергавшемся длительной инкубации, был обнаружен пик 67.4 кДа, соответствующий, как мы предполагаем, димеру Bgl2p. Таким образом, при стоянии в растворе Bgl2p постепенно агрегирует.

Л 800

г*

я о 600

п 400

<и

<и 200

а со 0

5 3000

2500

и 2000

о 1500

а 1000

а 500

30000 40000 50000 60000 70000 80000

т/г

Рисунок 6. МАЬОЬТОР масс-спектрометрический анализ препарата шокантрансферазы В$2р. А - свежевыделенный препарат, Б - препарат, который перед проведением анализа инкубировали при 4°С в течение 2 недель. Детектируются пики 33678.51 и 67445.57 Да, соответствующие, мономерной и димерной форме В£12р.

Рисунок 7. Спектры флуоресценции ТТ в присутствии и отсутствии ВвДр. Незакрашенными кружками обозначен спектр чистого ТТ, закрашенными - в присутствии Вё12р.

440 460 480 500 520 540 560 Длина волны,нм

Дня того чтобы установить, являются ли агрегаты, формируемые В£12р, амилоидами, инкубированный в течение 2 недель при 4°С препарат Bgl2p, был проанализирован с использованием ТТ. Было показано, что в присутствии указанного препарата происходит индукция флуоресценции (рис. 7), которая характерна для связанной с амилоидами формы данного красителя. Это согласуется с данными предыдущих экспериментов и свидетельствует в пользу амилоидной природы агрегатов. Морфология агрегатов Bgl2p была изучена с помощью иммунофлуоресценгной микроскопии. Раствор Bg!2p был высушен на стекле и проанализирован с использованием антител к данному белку. Было

показано, что в указанных условиях BgI2p формирует фибриллы (рис. 8), аналогичные тем, которые формируют амилоидные белки (Andersen et al., 2009).

Рисунок 8. Флуоресцентные микрофотографии фибрилл, формируемых глюкантрансферазой Bgl2p in vitro. Фиксированный на стекле образец глюкантрансферазы окрашен первичными поликлональными мышиными антителами к Bgl2p и вторичными поликлональными козьими анти-мышь антителам lgG, помеченными флуорофором Alexa-488. Белый масштабный отрезок соответствует 12.59 мкм (А) и 31.75 мкм (Б).

Таким образом, Bgl2p обладает целым рядом свойств, присущих амилоидам, не только в составе КС {in vivo), но и в выделенном состоянии (in vitro). По всей видимости, Bgl2p формирует амилоидные фибриллы, как в выделенном состоянии, так и в составе КС дрожжей S. cerevisiae.

4.3. Определение глюкантрансферазной активности Bgl2p.

Факт формирования амилоидных фибрилл с участием Bgl2p был для нас достаточно неожиданным, поскольку Bgl2p является глюкантрансферазой. Мы решили определить ферментативную активность Bgl2p в нашем препарате. Ранее другими авторами для этой цели были использованы радиоактивно-меченые олигоглюкозвды с длиной цепи не более 5 остатков (Goldman et al., 1995). Данный субстрат не является природным для Bgl2p, т.к. фермент участвует в ремоделировании структуры КС, т.е. работает с глкжановыми цепями значительно большей длины. Нами был использован иной метод. Принцип определения глюкантрансферазной активности предложен Н.П. Арбатсктим (Институт органической химии РАН, г. Москва). Эксперименты осуществлялись в совместной работе с Е.Е. Безсоновым. В качестве меры глюкантрансферазной актиности Bgl2p нами использовалось количество глюкозы, вошедшей в состав разветвлений. Метод состоял в следующем. Линейный р1,3-глюкан инкубировали с BgI2p. Трансферазная активность Bg!2p состоит в том, что он отщепляет диглюкозную единицу с восстанавливающего

конца одной из молекул р1,3-глюкаиа (т.н. донорная цепь) и присоединяет к другой молекуле р1,3-глюкана (акцепторная цепь) за счет образования р1,6-связи. При этом образуется разветвленный продукт, а восстанавливающий конец донорной цепи оказывается блокирован. Затем разветвленный глюкан подвергали [J-элиминированию в щелочных условиях. Механизм происходящих при этом реакций приведен на рисунке '9 (Sjostrom and Tappi, 1977). В результате инкубации разветвленного глюкана в щелочных условиях в растворе остаются только невосстанавливающие продукты, одним из которых являются цепи глюкана с блокированным восстанавливающим концом. Кислотный пиролиз позволяет деполимеризовать этот глюкан с образованием глюкозы, количество которой мы определяли с помощью метода, основанного на восстановлении дикитросалициловой кислоты. Активность (А, мкммоль/(мгмин)) рассчитывали как разницу между количеством редуцирующих Сахаров, определнных до (vo) и после (vi) инкубации р1,3-глюкан с Bgl2p, в пересчете на миллиграмм добавленного белка

> Ух-Ур

(m(Bg!2p)) на минуту инкубации (/): л ~ { •

Р-элиминирование

кето-еиопьная таутомеризация

бензильная перефуппировка

Рисунок 9. Механизм реакций, протекающих с молекулой разветвленного глюкана в щелочных условиях (ЗряЬот а^ Тарр1, 1977). Ок - цепи линейного Р1,3-глюкана. На рисунке приведен остаток глюкозы, находящийся в точке разветвления.

Вначале описанный метод мы применили для определения глюкантрансферазной активности В$2р, выделенного как описано выше. В данном препарате обнаружить глюкантрансферазную активность нам не удалось. Однако, как мы считаем, данный результат вполне закономерен. Фермент, который в норме (в составе КС) постоянно находится в окружении собственного субстрата, не должен быть конститутивно активен.

Мы предположили, что существует механизм активации Bgl2p. Одним из претендентов на роль активатора Bgl2p являются высокомолекулярные полифосфаты (ВМПФ) с длиной цепи 150, которые являются регулятором активности некоторых ферментов грибов (Kulaev et al., 2004; Mellerharel et al., 1997), а также играют важную роль в регуляции метаболических процессов у низших эукариот - мицелиальных грибов и дрожжей (Kufaev et al., 2004). Их приутствие в КС дрожжей было показано с помощью многих методов (Kulaev et al., 2004; VoriSek et al., 1980). Мы проверили указанное предположение. Было обнаружено, что ВМПФ с длиной цепи 150 активируют глюкантрансферазную активность Bgl2p (рис. 10).

0,05

- 0,04 - s л S

С 1 0,03 ® 5 а

я 1 0,02

S 1 * 0,0)

- Рисунок 10. Трансферазная активность

- Bgl2p в отсутствии (1) и в присутствии (2)

- 0,5% ВМПФ с дтиной цепи 150.

Обнаружение факта активации Bgl2p полифосфатами хотя и важно, однако не

- объясняет механизма, действующего при

переводе глюкантрансферазы обратно в

I-, малоактивную форму, что является не

* ^ менее важным для клетки процессом,

поскольку неконтролируемая

трансферазная активность может нарушить структуру КС. Мы предположили, что основную роль в этом процессе играют фосфатазы, локализованные в КС и обладающие способностью гидролизовать ВМПФ. В результате их действия полифосфаты деградируют, глюкантрансфераза возвращается в неактивное состояние, а образующийся при этом фосфат может реутилизироваться клеткой. Из высказанного предположения следует, что дрожжи, лишенные ферментов, гидролизующих полифосфаты клеточной стенки, должны иметь непрочную (рыхлую) или постоянно увеличивающуюся в размере клеточную стенку.

В первую очередь в качестве таких ферментов наше внимание привлекли кислые фосфатазы (КФ). Нами была продемонстрирована способность конститутивной КФ, присутствующей в КС (Andreeva and Okorokov, 1993; Schurr and Yagil, 1971), гидролизовать ВМПФ с длиной цепи 150 остатков (ПФш) с удельной активностью 6,4-10'5 Е/мг. Для этого был использован фермент, любезно предоставленный д.б.н. С. Н. Егоровым (Биологический факультет МГУ им. Ломоносова). С помощью оптической микроскопии мы проанализировали фенотип клеток дрожжей, лишенных кислых

фосфатаз (предоставлены С. Н. Егоровым). Было установлено, что эти клетки обладают линейными размерами, значительно превышающими размеры клеток дикого типа, и, кроме того, форма этих клеток изменена и сильно варьирует. В некоторых случаях наблюдается лизис клеток в культуре. Все приведенные факты говорят о значительном снижении прочности структуры КС дрожжей, лишенных кислых фосфатаз, и подтверждают высказанное нами предположение.

Полученные результаты в совокупности с данными, представленными в литературе, позволяют представить последовательность событий, происходящих при ковалентном встраивании новосинтезированных молекул маннопротеинов, соединенных с глюкановыми цепями, в существующий каркас глюкановых фибрилл клеточной стенки в виде гипотетической схемы (рис. 11).

Клеточная стенка

Встраивание МП активным комплексом Вв12р*ПФ в КС

#мп#

Вд12р^

Неактивный Вд12р

Формирование А активного комплекс/ Вд12р*ПФ

Цитоплазматическая мембрана

Реутилизация фосфата клеткой

Секреторная везикула

Рисунок 11. Гипотетическая схема регуляции трансферазной активности В^2р полифосфатами: МП - Маннопротеины, связанные с фрагментом глюкана, ПФ -полифосфаты, Bgl2p - неактивная форма глюкантрансферазы В§12р, Bgl2p*ПФ -активный комплекс В§Др с полифосфатами, обладающий глюкантрансферазной активностью и способный встраивать содержащие участки олигоглюкана маннопротеины в КС, #МГО - встроенные в КС маннопротеины, КФ - кислая фосфатаз а, Ф - ортофосфат.

Не исключено, что подобный механизм действует не только при активации/инактивации глюкантрансферазной активности Bgl2p, но, также, и при

переходе в активную форму гидролитических ферментов, которые в большом количестве находятся в клеточной стенке дрожжей в малоактивном состоянии. В предварительных экспериментах нами было показано, что добавление препарата полифосфатов и другого фосфорсодержащего полианиона, - ДНК, - к суспензии клеток или КС дрожжей вызывало их автолиз. Однако эти данные нуждаются в дальнейшем подтверждении.

4.4. Изменения в белковом составе КС, происходящие при делении гена

На следующем этапе работы был изучен вопрос, к каким изменениям приводит отсутствие В§12р в КС дрожжей? Мутант по гену ВйЬ2 был ранее получен в нашей лаборатории. Было установлено, что интенсивность флуоресценции ТТ в присутствии КС Abgl2 превышает интенсивность флуоресценции в присутствии КС дикого типа (см. рис. 12 А и рис. 2 А соответственно). По всей видимости, в клетке активируется механизм компенсации, приводящий к синтезу других белков со свойствами амилоидов. Флуоресценция в присутствии КС мутанта, обработанных последовательно трипсином и Дс-Ыа, практически не детектировалась. Следовательно, в закреплении белков с амилоидными свойствами в данном штамме принимает участие доступный действию протеиназы участок полипептидной цепи. Полученный трипсиновый экстракт обладал способностью индуцировать флуоресценцию ТТ (рис. 2 Б), что подтверждает выдвинутое предположение.

Длина волны, нм исходных КС. 1 -

КС необработанных,

2 - КС, обработанных трипсином (1 мг/мл 30 мин при 37°С), 3 - КС, обработанных трипсином и 1% Дс-Ыа(1 час при 37°С), 4-КС, обработанных Оэ-Ыаи ДМСО (15 минут при комнатной температуре); Б: Спектры флуоресценции ТТ в присутствии экстракта из КС дрожжей 5. сегеУ1$1ае штамма, лишенного гена Ж/Х2, полученного с использованием трипсина: 1 - ТТ, 2 - ТТ в присутствии экстрактов, полученных с использованием трипсина из 0.5 мг КС, 3 - 1.5 мг КС, 4 - 8.0 мг КС. Длина волны возбуждения - 450 нм.

1 2 3 4 ©

Рисунок 12. А: Флуоресценция ТТ в присутствии клеточных стенок дрожжей

сегеушае штамма, лишенного гена ВОЬ2, подвергнутых различным обработкам, а также

480 520

Для того чтобы оценить изменения, происходящие в белковом составе КС, клетки дикого типа и штамма АЬ§12 инкубировали с не проникающим за пределы цитоплазматической мембраны биотинилирующим агентом сульфо-КШ-ЬС-биотином.

Данный агент позволяет селективно метить белки КС. Белковый состав КС был проанализирован с помощью Вестрерн-блот-анализа. В составе фракций GPI- и ASL-белков различий обнаружено не было (данные не приведены). Во фракции SEP-белков было выявлено присутствие в образце, полученном из КС Abgl2, одной дополнительной белковой полосы с молекулярной массой 50 кДа (рис. 13, WP - wall protein).

Рисунок 13. Вестерн-блот анализ SEP-белков КС, меченых не проникающим сквозь цитоплазматическую мембрану реагентом сульфо-NHS-LC-биотином. Анализу подвергали белки КС дрожжей дикого типа (дорожка 1) и штамма Abgl2 (дорожка 2). Справа стрелкой указана белковая полоса WP.

С помощью электрофореза в ПААГ было установлено, что белок WP, в отличие от Bgl2p, не экстрагируется из КС с помощью ДМСО (данные не приведены). Этот факт можно объяснить, если предположить, что SEP-белки, компенсирующие отсутствие Bgl2p, связаны с КС посредством дисульфидной связи, не разрушаемой в присутствии ДМСО. Таким образом, в ответ на делению гена BGL2 клетки дрожжей синтезируют как минимум один белок, обладающий свойствами амилоидов и связанный с КС посредством ковалентной связи, в образовании которой принимает участие доступная действию трипсина по-видимому, не амилоидная, часть молекулы. Наличие компенсаторного механизма, основанного на синтезе клеткой новых белков со свойствами амилоидов, свидетельствует о важности функции, выполняемой Bgl2p в составе КС в амилоидной форме.

5. Исследование влияния инъекций суспензий КС на организм мышей.

На заключительном этапе работы мы решили установить, оказывают ли КС дрожжей S. cerevisiae, содержащие белки с амилоидными свойствами, отрицательное воздействие на организм млекопитающих, а именно, мышей. Из литературы известно, что введение в организм мышей препаратов, содержащих амилоиды, как посредством инъекций (Lundmark et al., 2005; Johan et al., 1998), так и пероральное (Solomon et al., 2007), может приводить к развитию у подопытных животных амилоидоза по механизму кросс-сидинга. Нами были проведены эксперименты по изучению влияния, оказываемого инъекцией водной суспензии КС дрожжей S. cerevisiae дикого типа и штамма Abgl2, обработанных и не обработанных протеиназой К, на организм мышей. Данные образцы были выбраны, поскольку обработка протеиназой К позволяет частично депротеинизировать КС. При

этом, как мы показали, Вё12р остается в составе КС, в то время как остальные белки с амилоидными свойствами удаляются посредством протеолитической обработки как из состава КС дикого типа, так и из состава КС штамма Лbgl2. Было показано, что мыши, которым вводили суспензии КС, имели внешний вид, отличающийся от внешнего вида мышей, инъецированных водой: у них наблюдалось вздутие "брюшек", а также частичное выпадение шерсти. Отмечено, что мыши, инъецированные суспензиями КС, набирали вес медленнее, чем мыши из контрольной группы, а также у них снижалась исследовательская активность. Наиболее выраженное влияние оказывали инъекции КС дрожжей дикого типа, обработанных протеиназой К, а также, в меньшей степени, необработанных КС дрожжей дикого типа. В составе обоих препаратов присутствует В$12р, который, согласно представленным выше данным, способен формировать амилоидные фибриллы. Протеолигаческая обработка КС, вероятно, приводит к экспонированию этих структур и облегчает их контакт с белками организма подопытного животного. Полученные данные свидетельствуют о токсичности инъекций КС для мышей и о возможней роли белков с амилоидными свойствами в этом явлении, а также о том, что Bgl2p является наиболее токсичным компонентом КС. Было проведено гистологическое исследование срезов органов подопытных мышей с использованием окрашивания Конго Красным и тиофлавином Т. Данные тесты применяются для выявления амилоидных отложений в тканях организма. В тканях печени и селезенки мышей инъецированных КС дикого типа, обработанными протеиназой К, а также, в меньшей степени, другими типами КС, были выявлены амилоидные отложения.

Таким образом, токсичность КС по отношению к организму мышей связана, по всей видимости, с присутствием в них белков с амилоидными свойствами, в первую очередь, с присутствием Bgl2p. Эти белки способствуют развитию амилоидоза печени и селезенки у подопытных животных. Протеолитическая обработка КС дикого типа, вероятно, приводит

к экспонированию амилоидных фибрилл, формируемых Bgl2p в КС.

***

Я искренне благодарен своим научным руководителям Т.С. Калебиной и КС.Кулаеву за наставления, помощь и поддержку в работе. Я признателен дб.н. О.С.Моренкову (Институте биофизики клетки, г. Пущино) за получение антител к глюкантрансферазе Bgl2p, к.б.н. В.В. Шубину (Институт биохимии им. А.Н. Баха, г. Москва) за помощь при получении спектров кругового дихроизма, И.Ю. Торопыгину (ГУ НИИ Биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН, г. Москва) за участие в масс-спектрометрическом анализе образцов, проф. С.А. Кузнецову за руководство при проведении иммуномикроскопического исследования, проф. Н.Г. Левицкой

(Биологический факультет МГУ им. Ломоносова), к.б.н. Т.В. Васильевой (Биологический факультет МГУ им. Ломоносова) и проф. О.В. Макаровой (ГУ НИИ Морфологии человека РАМН) за неоценимую помощь при проведении экспериментов с мышами, к.х.н. Н.П. Арбатсктому (Институт органической химии РАН, г. Москва) за помощь в разработке метода определения глюкантрансферазной активности Вй12р. Выражаю благодарность сотрудникам кафедры молекулярной биологии Биологического факультета МГУ им. Ломоносова Е.Е. Безсонову и к.б.н. Т.А. Плотниковой и сотруднику лаборатории регуляции биохимических процессов Института биохимии и физиологии микроорганизмов дб.н. Т.В. Кулаковской за ценные советы при проведении экспериментальной работы и оформлении рукописи. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (гранты 0б-04-49262а), гранта Совета при Президенте РФ для поддержки ведущих научных школ (НШ-1004.2008.4) и Роснауки (Госконгракт 02.512.11.2211).

ВЫВОДЫ

1. Предложен подход для анализа белков, основанный на сочетании шести вычислительных алгоритмов, предназначенных для выявления участков аминокислотной последовательности со свойствами, присущими амилоидогенным детерминантам, с помощью которого было вьивлено 10 потенциально амшюидогенных белков клеточной стенки дрожжей ЗассЪаготусез сегет1ае.

2. С использованием флуоресцентного красителя тиофлавина Т, специфически узнающего амилоиды, в клеточной стенке дрожжей ЗассЬаготусе5 сеге\пз}ае в БЕР-фракции экспериментально были выявлены белки со свойствами амилоидов. Среди белков, ковалешно связанных с полисахарйдным каркасом данной органеллы, потенциально амилоидогенные белки обнаружены не были. Наиболее выраженными амилоидными свойтсвами обладает БЕР-белок глюкантрансфераза Bgl2p. В штамме лишенном Bgl2p, увеличивается содержание других тиофлавин-связывающих белков.

3. Глюкантрансфераза Bgl2p была выделена из клеточной стенки, ее свойства были частично охарактеризованы. Методом КД-спектроскопии показано, что преобладающим элементом вторичной структуры BgI2p в растворе являются р-тяжи, а также что данная вторичная структура не разрушается полностью при нагреве до 90°С. Показано, что Bgl2p способен формировать олигомеры и высокомолекулярные агрегаты, которые обладают характеристиками, присущими амилоидам. По результатам компьютерного анализа, две области в аминокислотной

последовательности Bg!2p, а именно остатки 83 - 89 (FTIFVGV) и 268 - 276 (GVNVIVFEA), являются потенциальными центрами амилоидообразования.

4. Установлено, что для проявления ферментативной активности Bgl2p in vitro необходимо присутствие высокомолекулярных полифосфатов. Предложена гипотетическая схема регуляции глюкантрансферазной активности Bgl2p с помощью соединений данного типа в составе клеточной стенки.

5. Установлено, что инъекции клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae, согласно данным масс-метрического и поведенческого анализа, оказывают токсическое воздействие на организм мышей. В печени и селезенке подопытных животных обнаруживаются амилоидные отложения. Высказано предположение, что указанные эффекты связаны с наличием в клеточной стенке белков со свойствами амилоидов и, в первую очередь, Bgl2p.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Каледина Т.С., Егоров С.Н., Арбатский Н.П., Безсонов £.£., Горковский A.A.. КулаевИ.С. О роли высокомолекулярных полифосфатов в активации глюкангрансферазы Bgl2p из клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Доклады Академии Наук 2008, т.420, №5, с.695-699.

2. Kalebina T.S., Plotnikova Т.А., Gorkovskii A.A.. Selyakh I.O., Galzitskaya О. V., Bezscnov E.E., Gellissen G., KulaevI.S. Amyloid-like properties of Saccharomyces cerevisiae cell wall glucantransferase Bgl2p: prediction and experimental evidences // Prion 2008, v.2, N2, p. 91-96.

3. Калебина T.C., Горковский A.A.. Кулаев КС. Амилоидные белки поверхности микроорганизмов: структура и функции // Бюллетень Московского Общества Испытателей Природы 2009, т. 114, №2, с. 12-17.

4. Горковский A.A.. Е.Е. Безсонов, Т.А. Плотникова, Т.С. Калебина, И.С. Кулаев. Выявление в клеточной стенке дрожжей Saccharomyces cerevisiae белков, связывающих тиофлавин Т - флуоресцентный краситель, специфически взаимодействующий с амилоидными фибриллами // Биохимия 2009, т. 74, №11, с. 1498-1505.

5. Безсонов Е.Е., Горковский A.A.. Егоров С.Н., Арбатский Н.П., Калебина Т.С., КулаевИ.С. Выявление активности глюкангрансферазы Bg21p клеточной стенки дрожжей in vitro в присутствии высокомолекулярных полифосфатов.

Международная конференция «Ломоносов-2008», Москва, 2008, Сборник тезисов, стр. 30-31.

6. Готовский А.А.. Торопыгин И.Ю., Арбатский Н.П., Каледина Т.С., Кулаев И.С. Нековалентные взаимодействия играют важную роль в закреплении полисахаридов и гликопротеинов в клеточной стенке дрожжей Saccharomyces cerevisiae. IV съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, Новосибирск, 2008, Сборник тезисов, стр. 488.

7. Gorkovskii А.А.. Plotnikova Т.А., Selyakh 1.0., Galzitskaya О. V., Bezsonov E.E., Kalebina T.S. Bgl2p - an amyloid-like fibril forming protein from Saccharomyces cerevisiae yeast cell wall. International conference 27th ISSY: Pastern's legacy - Yeasts for Health and Biotechnologies, Paris, France, 2009, Book of Abstracts, p. 164.

Подписано в печать:

21.10.2009

Заказ Ха 2793 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Горковский, Антон Александрович

Оглавление.

Список сокращений.

Введение.

Обзор литературы: Амилоидные белки.

1. Амилоиды — структура и механизм формирования.

2. Характерные особенности структуры амилоидов и теоретические основы подходов, применяемых при их изучении.

2.1. Выявления потенциально амилоидогенных последовательностей в составе полипептидной цепи белка in silica.

2.2. Экспериментальные подходы, применяемые при изучении структуры амилоидных фибрилл.

3. Распространенность амилоидов в природе.

4. Внеклеточные и поверхностные амилоиды микроорганизмов.

4.1. Амилоиды, формирующие фимбрии (пили) бактерий.

4.2. Амилоиды, обеспечивающие гидрофобность поверхностей микроорганизмов.

4.3. Цитотоксичные белки, формирующие амилоиды.

4.4. Амилоидные белки бактериальных биопленок.

4.5. Амилоидный адгезин КС дрожжей Candida albicans.

4.6. Амилоиды микроорганизмов и болезни.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов"

Амилоиды - это фибриллярные белковые агрегаты, представляющие собой протяженные Р-складчатые листы, в которых Р-тяжи расположены перпендикулярно оси фибриллы (кросс-Р-структура) (Chiti and Dobson, 2006). Первоначально, амилоиды привлекли внимание исследователей в связи с тем, что с их образованием ассоциированы болезни человека и животных, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона (Westermark et al., 2007). Однако в течение последнего десятилетия было показано, что целый ряд белков выполняет свою функцию in vivo в амилоидной форме (Chapman et al., 2002; Claessen et al., 2003; Fowler et al., 2006). Амилоиды характеризуются высокой устойчивостью к изменениям таких параметров окружающей среды, как гидрофобность, концентрация соли, рН, температура, давление, воздействие денатурирующих агентов и протеиназ, что обусловлено большим числом взаимодействий, вовлеченных в стабилизацию их структуры. Это обуславливает набор функций, которые выполняют амилоиды. Амилоидные фибриллы различных организмов служат в качестве прочных строительных материалов (например, паутина пауков, Slotta et al., 2007), компонентов защитной оболочки (амилоиды ооцитов и эмбрионов рыб и насекомых, Podrabsky et al., 2001, Hamodrakas et al., 2004), в качестве "матрицы" при формировании высокомолекулярных комплексов (фибриллы, формируемые фрагментом белка Рше117 меланоцитов млекопитающих, на которых происходит окислительная полимеризация низкомолекулярных хиноновых предшественников с образованием меланина, Fowler et al., 2006). Особое распространение данный тип амилоидных белков, по лучил на поверхности клеток микроорганизмов (Larsen et al. 2007; Otzen and Nielsen, 2008). Важную роль в данном случае играет способность амилоидов к самосборке в постоянно меняющихся условиях окружающей среды. К настоящему моменту подробно описаны. амилоиды поверхности целого ряда микроорганизмов, однако к началу данной работы в литературе отсутствовали сведения об амилоидах клеточной стенки (КС) дрожжей S. cerevisiae. КС дрожжей представляет собой полифункциональную, физиологически активную органеллу, которая принимает участие в осуществлении всего комплекса взаимоотношений между микроорганизмом и окружающей средой. КС участвует в обмене веществ между клеткой и внешней средой. Она выполняет функцию прочного наружного скелета, определяя форму клетки и защищая' ее от внешних воздействий. Основными полисахаридными компонентами КС дрожжей являются полимеры глюкозы — р 1,3- и Р1,6-глюкан - их количество составляет до 60% массы КС, примерно 2% приходится на хитин. Около 40% массы КС составляют маннопротеины, при этом выявлена роль в функционировании клеточных стенок дрожжей и определена локализация в данной органелле лишь для части этих белков. Белки КС дрожжей подразделяются по способу их закрепления в этой органелле на три группы. Белки первой группы могут быть экстрагированы буфером, содержащим ЭДТА, додецилсульфат натрия (Дс-Na), восстанавливающие реагенты (дитиотреитол, p-меркаптоэтанол) при нагревании (Chaffm and Stocco, 1983; Pastor et al., 1984; Valentin et al., 1984). Маннопротеины этой группы часто называют SEP (от англ. SDS extractable protein). Способ их экстракции свидетельствует о том, что они закреплены либо с помощью водородных связей, либо посредством дисульфидных мостиков, образуемых между цистеинами соседних белковых молекул. Белки второй и третьей групп связаны с КС ковалентно. Белки второй группы могут быть экстрагированы из данной огранеллы с использованием таких гидролаз, как р-глюканазы, маннозидаза, ламинариназа (Pastor et al., 1984; Van Der Vaart et al., 1995; Shimoi et al., 1998), третьей группы — посредством щелочной экстракции (Mrsa< et al., 1997; Mrsa and Tanner, 1999). Маннопротеины этих групп часто называют (CWP - covalently linked cell wall proteins). В группу SEP входят белки, обладающие в основном ферментативной активностью. Среди ферментов, входящих в состав этой группы, обнаружено много белков обладающих глюканазной и/или глюкантрансферазной активностью. К таким белкам относятся глюкантрансфераза Bgl2p, экзоглюканаза Exglp, и белки Scw4p, ScwlOp, Scwllp гомологичные Bgl2p (потенциальные глюканазы и/или глюкантрансферазы) (Cappellaro et al., 1998; Sestak et al., 2004). Помимо ферментов КС в этой группе, по-видимому, присутствуют так называемые "транзитные" белки, которые после кратковременного пребывания в КС могут выходить в среду культивирования (Калебина и Кулаев, 2001). Основную часть CWP белков, составляют белки, содержавшие гликозилфосфоинозитольный (GPI - glycosyl phosphoinositol) якорь до закрепления в клеточной стенке и утратившие его в процессе встраивания в КС, так называемые GPI. В данную группу входят белки, участвующие во флоккуляции (Flolp, Flo5p, Flo9p и Flo Юр), спаривании (Agalp, Saglp), инвазивном росте (Flolip) и стресс-белки (Cwplp, Cwp2p, Tiplp, Tirlp, Sedlp) (Smits et al., 1999). Среди этого типа белков также обнаружены ферменты, обладающие глюканазной активностью: Gaslp, Crhlp, Crh2p/Utr2p (Hamada et al., 1998; Rodriguez-Pena et al., 2002). Удаление у этих белков С-концевого фрагмента, необходимого для присоединения GPI-якоря, приводит к тому, что данные белки начинают секретироваться в среду (Wojchiechowicz et al., 1993). Кроме GPI в клеточной стенки дрожжей присутствует небольшая группа белков, напрямую ковалентно связанных с pl-3-глюканом КС. Эта группа белков называется ASL (alkali-sensitive linkage), поскольку связь, с помощью которой эти белки присоединяются к глюкану КС, щелочелабильна (De Groot et al.,2005; Ecker et al.,2006). Следует отметить, что к этой группе белков относится ранее описанное семейство PIR-белков (от англ. protein with internal repeats) (De Groot et al.,2005; Mrsa et al., 1997). ASL-белки закреплены в КС посредством сложноэфирной связи между у-карбоксильной группой глутамата и гидроксилом глюкозы, входящей в состав Р1,3-глюкана (Ecker et al., 2006). Считается, что белки ASL группы обладают важной структурной функцией и способны скреплять между собой молекулы глюкана (Klis et al., 2006). Следует сказать, что ряд SEP-белков, а именно Pstlp, Sew Юр и Scw4p, обнаруживается также во фракции ковалентно закрепленных белков КС: первый - среди GPI-белков, два других - среди ASL-белков КС. Кроме того, GPI-белки Cwplp и Cwp2p дополнительно закреплены в КС посредством щелочелабильных связей, т.е. являются одновременно и ASL-белками. На молекулярном уровне КС очень динамична, она увеличивается в размерах за счет встраивания новосинтезированных компонентов в процессе роста клетки. Изменения морфологии клетки при флоккуляции, спаривании, псевдогифальном росте также сопровождаются реконструкцией КС. Более того, структура КС может модифицироваться в зависимости от условий роста клеток. Все перестройки КС происходят за пределами цитоплазматической мембраны, и в этих процессах особо важную роль приобретают белки, принимающие участие в окончательном формировании молекулярного ансамбля КС. Все это делает клеточную стенку дрожжей весьма интересным объектом для изучения. Мы предположили, что среди всего многообразия белков КС дрожжей S. cerevisiae могут быть белки, обладающие свойствами амилоидов. Мы посчитали, что изучение данного вопроса имеет чрезвычайное значение в связи с потенциальным вредом, который амилоидные белки могут оказывать на здоровье человека и животных, например, формируя "затравки" амилоидных отложений в их организме (Lundmark et al., 2005).

Цель настоящего исследования состояла в ответе на вопрос, присутствуют ли белки, обладающие амилоидными свойствами, в клеточной стенке широко используемого в научных исследованиях, промышленности и медицине микроорганизма дрожжей — S. cerevisiae.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

• Частично охарактеризовать белки, выявленные на предыдущих этапах работы.

Обзор литературы: Амилоидные белки 1. Амилоиды - структура и механизм формирования

Амилоиды - это фибриллярные белковые агрегаты, представляющие собой протяженные р-складчатые листы, в которых р-тяжи расположены перпендикулярно оси фибриллы (кросс-р-структура) (Chiti and Dobson, 2006), характерной особенностью которой является расстояние между главными цепями внутри листа, равное 4.7 А, и расстояние между соседними р-листами, равное 8 - 12 А (рис. 1 A) (Hamley, 2007; Kumar and Udgaonkar, 2009). Данный тип белковых структур представлен как на поверхности микроорганизмов, так и внутри эукариотических и прокариотических клеток, а также служит высшими эукариотами компонентом защитного слоя на поверхности ооцитов и эмбрионов и как внутриклеточный структурный материал.

Р-лист протофибрилла фибрилла

А ^^

Рисунок 1. Структура амилоидных фибрилл. А - строение амилоидной фибриллы (адаптировано из Hamley, 2007). Б - примеры "стерических застежек", формируемых различными малыми пептидами, входящими в состав фибриллообразующих сегментов амилоидных белков: 1 - пептид SNQNNF из белка РгР, 2 -пептид NNQQ из белка Sup35p, 3 - пептид GGVVIA из белка Ар. Фиолетовым или белым окрашены атомы углерода, входящие в состав р-тяжей соседних р-слоев, синим - атомы азота, красным - атомы кислорода. Молекулы воды приведены в виде желтых сфер. Представлена проекция вдоль оси р-слоев (адаптировано из Sawaya et а!., 2007).

Основную роль при формировании кросс-р-структуры играют взаимодействия между главными цепями белковых мономеров. Некоторые исследователи полагают, что формирование амилоидной структуры присуще для полипептидной цепи вне зависимости от ее состава (Chiti and Dobson, 2006). Однако с практической точки зрения, состав боковых цепей полипептида весьма важен, поскольку внутримолекулярные и межмолекулярные взаимодействия остатков боковых цепей могут как стабилизировать, так и дестабилизировать амилоидные фибриллы. Дестабилизация может приводить к тому, что условия, в которых будет наблюдаться образование амилоида данным полипептидом (рН, ионная сила раствора, присутствие денатурирующих агентов и т.д.) будут значительно отличаться от условий, которые являются для него естественными. Образование амилоидов такими белками может представлять лишь фундаментальный научный интерес (Bouchard et al., 2000; Chow et al., 2004; Soldi et al., 2005).

Первоначально, амилоиды привлекли внимание исследователей из-за того, что с их образованием ассоциированы болезни человека и животных, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, диабет второго типа, старческий амилоидоз и трансмиссивные губчатые энцефалопатии, в том числе коровье бешенство и скрэппи овец. На данный момент таких болезней насчитывается более 25 (Westermark et al., 2007). Долгое время бытовало мнение, что амилоидная структура — прискорбная ошибка природы. Однако в течение последнего десятилетия было показано, что целый ряд белков выполняет свою функцию in vivo в амилоидной форме. Примерами могут служить белки адгезивной бахромки (фимбрий) грамотрицательных бактерий Escherichia coli курлины (Chapman et al., 2002), поверхностные амилоиды чаплины грамположительных бактерий Streptomyces coelicolor (Claessen et al., 2003), белок меланосом человека Рше117 (Fowler et al., 2006) и ряд других. Причиной распространенности в природе амилоидов являются уникальные свойства, которыми обладают фибриллы с кросс-Р-структурой. Амилоидные фибриллы чрезвычайно устойчивы к внешним воздействиям, что обусловлено большим числом взаимодействий, вовлеченных в стабилизацию структуры. В них принимают участие как основные цепи полипептидов, так и их боковые группы. Важную роль при формировании кора амилоидных фибрилл играет образование водородных связей вдоль всего р-листа, а также полностью обезвоженного пространства между прилегающими р-листами за счет формирования т.н. "стерической застежки": боковые группы полипептидов из одного Р-листа укладываются в пространство между боковыми группами другого (рис. 1 Б) (Sawaya et al., 2007). Функциональные групп краевых Р-тяжей в каждый момент времени формируют лишь часть потенциально возможных водородных связей, что весьма энергетически не выгодно. Это обуславливает неотъемлемое свойство амилоидных фибрилл - их чрезвычайно высокую склонность к p-агрегации. Центрами полимеризации являются концы амилоидных фибрилл. Сегментов длиной 4-7 аминокислотных остатков достаточно для формирования фибриллы, по крайней мере, в случае десятка ассоциированных с болезнями белков (Sawaya et al., 2007; Ivanova et al., 2004; Fandrich et al., 2003; Jones et al., 2003; Reches et al., 2002; von Bergen et al., 2001; 2000; Krebs et al., 2000; Tenidis et al., 2000; Reches and Gazit, 2004). В фибриллах, сформированных из больших полноразмерных белков, лежащие вне кора области мономеров белка могут сохранять неамилоидную (глобулярную) конформацию (Ваха et al., 2003; Sambashivan et al., 2005). Ряду исследователей удалось получить слитые белки, в состав которых входили полноразмерные функционально активные полипептиды (барназа, карбоангидраза, глутатион S-трансфераза, зеленый флуоресцентный белок и цитохром &5бг) и амилоидогенные области (Ваха et al., 2002; Baldwin et al., 2006). Было установлено, что полученные белки не теряли своей активности, а также приобретали способность формировать амилоидные фибриллы. Наличие активности свидетельствует о том, что только амилоидогенная последовательность была вовлечена в формирование амилоида. Следовательно, формирование амилоидной фибриллы в некоторых случаях может не нарушать функцию белка.

Процесс формирования амилоидных фибрилл, по всей видимости, начинается с экспонирования участка, способного формировать "стерическую застежку", который расположен в склонной к амилоидообразованию области. Данный процесс должен затронуть несколько идентичных белковых молекул, что позволит им сформировать р-слои, а этим слоям - установить взаимодействия между собой. Привлечение мономеров в предварительно сформированную фибриллу, вероятно, значительно более быстрый процесс, чем нуклеация (образование "затравки"), т.к. для этого необходимо, чтобы всего лишь одна молекула экспонировала свой амилоидогенную последовательность (Sawaya et al., 2007). Указанная закономерность хорошо соотносится с кинетикой образования амилоидов, а именно с медленной нуклеацией и быстрым ростом фибрилл (Harper et al., 1997).

Образование амилоидной фибриллы происходит в несколько этапов. Согласно модели, имеющей экспериментальные подтверждения, сначала образуются маленькие растворимые олигомеры, которые затем собираются в сферические высшие олигомерные интермедиаты (ВОИ) (рис. 2) (Kumar and Udgaonkar, 2009). Далее ВОИ ассоциируются с образованием протофибрилл, которые трансформируются в фибриллы. Такой механизм, по-видимому, является общим для образования амилоидных протофибрилл и фибрилл (Serio et al., 2000; Xu et al., 2001; Modler et al., 2003; Hurshman et al., 2004; Carrotta et al.,

2005). Стадия, на которой происходит обогащение структуры р-слоями, может варьировать. Обогащение может происходить на этапе ВОИ, что приведет к образованию фибриллярных олигомеров, либо на стадии удлиненных протофибрилл, при этом образуются префибриллярные олигомеры (Hamley, 2007; Kumar and Udgaonkar, 2009). В результате зрелые амилоидные фибриллы будут иметь различающиеся морфологии. С этим связывают свойство, присущее амилоидным фибриллам — их гетерогенность (Kumar and Udgaonkar, 2009). олигомеры, Протофнбриллы

Путь 2 Q Q о-» ф--А>ГГ

Малые " растворимые ВОИ р-богатые ВОИг олигомеры

Протофнбриллы

Рисунок 2. Механизмы формирования амилоидных протофибрилл (Kumar and Udgaonkar, 2009). Путь 1: малые растворимые олигомеры агрегируют с образованием ВОИ, которые, в свою очередь, формируют протофнбриллы. Конформационный переход, приводящий к возрастанию содержания [З-листов, происходит на стадии протофибрилл. Врезка: конформационный переход может также происходить параллельно удлинению протофибрилл. Путь 2: сначала происходит образование ВОИ' из малых растворимых олигомеров, далее ВОИ претерпевают конформационный переход в р-богатые ВОИ, которые затем собираются в протофнбриллы. Далее протофнбриллы на обоих путях латерально ассоциируются и формируют зрелые амилоидные протофнбриллы. Протофнбриллы, полученные различными путями, различаются по структуре.

Согласно гипотезе, объясняющей полиморфизм амилоидов и существование штаммов амилоидных прионов (см. ниже), в основе данных явлений лежит альтернативная упаковка одних и тех же сегментов, образующих "стерические застежки" (Savvaya et al., 2007; Pedersen and Otzen, 2008). Кайед с соавторами получили конформационно-специфичные антитела, узнающие эпитоп, общий для префибриллярных олигомеров, но не для фибрилл, мономеров или нативно уложенных белков предшественников (Kayed et al., 2003). Также им удалось получить антитела, специфически узнающие эпитоп, общий для фибрилл и фибриллярных олигомеров (Kayed et al., 2007). Они показали, что размер фибриллярных и префибриллярных олигомеров перекрывается в широких пределах (Kayed et al., 2007). Образование различных типов (штаммов) амилоидных фибрилл из одного полипептида объясняется действием принципа "выживает наиболее приспособленный". Это означает, что структура амилоидной фибриллы "приспосабливается" к изменениям окружающей среды, а именно к растворителю, концентрации мономерной формы белка и т.д. (Pedersen and Otzen, 2008). На уровне протофибрилл могут варьировать (1) число Р-слоев и их упаковка, (2) длина р-тяжей'И их взаимное расположение (параллельное/антипараллельное), (3) тип водородных связей в уложенных Р-тяжах (внутримолекулярные/межмолекулярные).

Особым типом амилоидных фибрилл являются амилоидные прионы. Впервые обнаруженный прион был амилоидным прионом (Prusiner, 1982). Однако термины, "амилоид" и "прион" не следует путать. Прион — это инфекционная белковая частица (от англ. proteinaceous infectious particle). Прионный белок, обладающий аномальной трёхмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный (прионный), присоединяясь к белку-мишени и изменяя) его конформацию. Большинство прионов является амилоидами, т.е. их инфекционные свойства основаны на формировании фибрилл, обладающих кросс-Р-структурой. Однако существуют примеры^ неамилоидных прионов. Например, прион [/?] представляет собой вакуолярную протеазу В дрожжей S.cerevisiae, которая синтезируется в виде неактивного предшественника и в определенных условиях может самопроцессироваться с образованием активной формы и, таким образом, поддерживать свое активное состояние. Другим примером является нехромасомный генетический элемент С из Podospora anserina, который представляет собой самоподдерживающуюся активацию целого каскада киназ, состоящего из PaASKl (МАРККК), МАРКК и МАРК (Kicka and Silar, 2004). Для проявления фенотипа, связанного с присутствием в клетках элемента С, необходимы все члены каскада. Авторы предполагают, что последний участник каскада (МАРК) участвует в активации первого (PaASKl), что способствует поддержанию каскада в активированном состоянии (Kicka and Silar, 2004). Кроме того, существуют неприонные амилоиды, которые не являются инфекционными агентами. Инфекционные свойства амилоидных прионов обусловлены тем, что составляющие их фибриллы являются более "хрупкими", чем фибриллы других амилоидов. Они могут быть разделены на несколько более мелких фибрилл, что приводит к возрастания числа центров полимеризации (как было сказано ранее, ими являются концы фибриллы) (Baskakov and Breydo, 2006; Pedersen and Otzen, 2008). Этим обуславливается эффективное самовоспроизведение. Было показано, что штаммами прионов с наиболее сильным фенотипом являются те, чьи фибриллы демонстрируют наибольшую хрупкость (Tanaka et al. 2006). Во многих случаях в "разбиении" прионовых амилоидных фибрилл участвуют шапероны (Paushkin et al., 1996; Kushnirov et al., 1998). Для большинства прионов наблюдается существование межвидовых барьеров, что можно объяснить возможностью различных укладок для разных амилоидогенных участков при данных (физиологических) условиях: если диапазоны доступных конформаций донорного и акцепторного белков перекрываются, инфекция, будет передана (Шкундииа и Тер-Аванесян, 2007; Wickner et al., 2007).

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Горковский, Антон Александрович

Выводы

1. Предложен подход для анализа белков, основанный на одновременном использовании шести вычислительных алгоритмов, предназначенных для выявления участков аминокислотной последовательности со свойствами, присущими амилоидогенным детерминантам, с помощью которого было выявлено 10 потенциально амилоидогенных белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

2. С использованием флуоресцентного красителя тиофлавина Т, специфически узнающего амилоиды, в клеточной стенке дрожжей Saccharomyces cerevisiae в SEP-фракции экспериментально были выявлены белки со свойствами амилоидов: Среди, белков, ковалентно связанных с полисахаридным каркасом данной органеллы, потенциально амилоидогенные обнаружены не были. Наиболее выраженными амилоидными свойтсвами обладает SEP-белок глюкантрансфераза Bgl2p. В штамме лишенном Bgl2p, увеличивается содержание тиофлавин-связывающих белков.

3. Глюкантрансфераза Bgl2p была выделена,из клеточной стенки, ее свойства были частично охарактеризованы. Методом КД-спектроскопии показано, что преобладающим элементом вторичной структуры Bgl2p в растворе являются Р-тяжи, а также что данная' вторичная структура не разрушается полностью при нагреве до 90°С. Показано, что Bgl2p способен формировать олигомеры и высокомолекулярные агрегаты, которые обладают характеристиками, присущими амилоидам. По результатам компьютерного анализа, две области в аминокислотной последовательности Bgl2p, а именно остатки 83 — 89 (FTIFVGV) и 268 — 276 (GVNVIVFEA), являются потенциальными центрами амилоидообразования.

4. Установлено, что для проявления ферментативной активности г Bgl2p in vitro необходимо присутствие высокомолекулярных полифосфатов. Предложена гипотетическая схема регуляции глюкантрансферазной активности Bgl2p с помощью соединений данного типа в составе клеточной стенки.

5. Установлено, что инъекции клеточных стенок дрожжей Saccharomyces cerevisiae оказывает токсическое воздействие на организм мышей. В печени и селезенке подопытных животных обнаруживаются амилоидные отложения. Высказано предположение, что указанные эффекты связаны с наличием в, клеточной стенке белков со свойствами амилоидов и, в первую очередь, Bgl2p.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Горковский, Антон Александрович, Пущино

1. Adamo, J. Е., Moskow, J. J., Gladfelter, A. S., Viterbo, D., Lew, D. J. and Brennwald, P. J. (2001) Yeast Cdc42 functions at a late step in exocytosis, specifically during polarized growth of the emerging bud. J Cell Biol. 155, 581-592

2. Alteri, C. J., Xicohtencatl-Cortes, J., Hess, S., Caballero-Olin, G., Giron, J. A. and Friedman, R. L. (2007) Mycobacterium tuberculosis produces pili during human infection. Proc Natl Acad Sci USA. 104, 5145-5150

3. Andersen, С. В., Yagi, H., Manno, M., Martorana, V., Ban, Т., Christiansen, G., Otzen, D. E., Goto, Y. and Rischel, C. (2009) Branching in amyloid fibril growth. BiophysJ. 96, 1529-1536

4. Anderson, P. and Kedersha, N. (2002) Stressful initiations J Cell Sci 115, 3227-3234

5. Andrade, M. A., Chacon, P., Merelo, J. J. and Moran, F. (1993) Evaluation of secondary structure of proteins from UV circular dichroism spectra using an unsupervised learning neural network. Protein Eng. 6, 383-390

6. Andreeva, N. A. and Okorokov, L. A. (1993) Purification and characterization of highly active and stable polyphosphatase from Saccharomyces cerevisiae cell envelope. Yeast. 9, 127-139

7. Arora, A., Ha, C. and Park, С. B. (2004) Inhibition of insulin amyloid formation by small stress molecules. FEBS Lett. 564, 121-125

8. Arrondo, J. L., Muga, A., Castresana, J. and Goni, F. M. (1993) Quantitative studies of the structure of proteins in solution by Fourier-transform infrared spectroscopy. Prog Biophys Mol Biol. 59, 23-56

9. Attfield, P. V. (1997) Stress tolerance: the key to effective strains of industrial baker's yeast. Nat Biotechnol. 15, 1351-1357

10. Baldwin, A. J., Bader, R., Christodoulou, J., MacPhee, С. E., Dobson, С. M. and Barker, P. D. (2006) Cytochrome display on amyloid fibrils. J Am Chem Soc. 128, 2162-2163

11. Baldwin, M. A., Cohen, F. E. and Prusiner, S. B. (1995) Prion protein isoforms, a convergence of biological and structural investigations J Biol Chem 270, 1919719200

12. Bandekar, J. (1992) Amide modes and protein conformation. Biochim Biophys Acta. 1120, 123-143

13. Barak, J. D., Gorski, L., Naraghi-Arani, P. and Charkowski, A. O. (2005) Salmonella enterica virulence genes are required for bacterial attachment to plant tissue. Appl Environ Microbiol. 71, 5685-5691

14. Barnhart, M. M. and Chapman, M. R. (2006) Curli biogenesis and function. Annu Rev Microbiol. 60, 131-147

15. Baskakov, I. V. and Breydo, L. (2006) Converting the prion protein: what makes the protein infectious. Biochim Biophys Acta. 1772, 692-703

16. Basu, A., Chaudhuri, P., Malakar, D. and Ghosh, A. K. (2008) Co-purification of glucanase with acid trehalase-invertase aggregate in Saccharomyces cerevisiae. Biotechnol Lett. 30, 299-304

17. Baudin-Baillieu, A., Fernandez-Bellot, E., Reine, F., Coissac, E. and Cullin, C. (2003) Conservation of the prion properties of Ure2p through evolution. Mol Biol Cell. 14, 3449-3458

18. Baxa, U. (2008) Structural basis of infectious and non-infectious amyloids. Curr Alzheimer Res. 5, 308-318

19. Baxa, U., Speransky, V., Steven, A. C. and Wickner, R. B. (2002) Mechanism of inactivation on prion conversion of the Saccharomyces cerevisiae Ure2 protein. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 5253-5260

20. Baxa, U., Taylor, K. L., Wall, J. S., Simon, M. N., Cheng, N. Wickner, R. B. and Steven, A. C. (2003) Architecture of Ure2p prion filaments: the N-terminal domains form a central core fiber. J Biol Chem. 278, 43717-43727

21. Berson, J. F., Harper, D. C., Tenza, D., Raposo, G. and Marks, M. S. (2001) Pmell7 initiates premelanosome morphogenesis within multivesicular bodies. Mol Biol Cell. 12, 3451-3464

22. Berson, J. F., Theos, A. C., Harper, D. C., Tenza, D., Raposo, G. and Marks, M. S. (2003) Proprotein convertase cleavage liberates a fibrillogenic fragment of a resident glycoprotein to initiate melanosome biogenesis. J Cell Biol. 161, 521-533

23. Biswas, N. and Ghosh, A. K. (1996) Characterisation of an acid trehalase of Saccharomyces cerevisiae present in trehalase-sucrase aggregate. Biochim Biophys Acta. 1290,95-100

24. Biswas, N. and Ghosh, A. K. (1998) Regulation of acid trehalase activity by association-dissociation in Saccharomyces cerevisiae. Biochim Biophys Acta. 1379, 245-256

25. Bitan, G. (2006) Structural study of metastable amyloidogenic protein oligomers by photo-induced cross-linking of unmodified proteins. Methods Enzymol. 413, 217-236

26. Bohm, G., Muhr, R. and Jaenicke, R. (1992) Quantitative analysis of protein far UV circular dichroism spectra by neural networks. Protein Eng. 5, 191-195

27. Bouchard, M., Zurdo, J., Nettleton, E. J., Dobson, С. M. and Robinson, С. V. (2000) Formation of insulin amyloid fibrils followed by FTIR simultaneously with CD and electron microscopy. Protein Sci. 9, 1960-1967

28. Bowers, R. R., Harmon, J., Prescott, S., Asano, J. and Wynne, S. (1992) Fowl model for vitiligo: genetic regulation on the fate of the melanocytes. Pigment Cell Res. Suppl 2, 242-248

29. Brahms S, Brahms J. Determination of protein secondary structure in solution by vacuum ultraviolet circular dichroism. J Mol Biol 1980, 138: 149-178

30. Bramanti, E., Benedetti, E., Sagripanti, A. and Papineschi, F. (1997) Determination of secondary structure of normal fibrin from human peripheral blood. Biopolymers. 41, 545-553

31. Broxmeyer, L. (2002) Parkinson's: another look. Med Hypotheses. 59, 373-377

32. Broxmeyer, L. (2005) Diabetes mellitus, tuberculosis and the mycobacteria: two millenia of enigma. Med Hypotheses. 65, 433-439

33. Bryan, A. W., Jr., Menke, M., Cowen, L. J., Lindquist, S. L. and Berger, B. (2009) BETASCAN: probable beta-amyloids identified by pairwise probabilistic analysis. PLoS Comput Biol. 5, el000333

34. Butko, P., Buford, J. P., Goodwin, J. S., Stroud, P. A., McCormick, C. L. and Cannon, G. C. (2001) Spectroscopic evidence for amyloid-like interfacial self-assembly of hydrophobin Sc3. Biochem Biophys Res Commun. 280, 212-215

35. Calero, M. and Gasset, M. (2005) Fourier transform infrared and circular dichroism spectroscopies for amyloid studies. Methods Mol Biol. 299, 129-151

36. Cappellaro, C., Mrsa, V. and Tanner, W. (1998) New potential cell wall glucanases of Saccharomyces cerevisiae and their involvement in mating. J Bacterid. 180, 50305037

37. Capstick, D. S., Willey, J. M., Buttner, M. J. and Elliot, M. A. (2007) SapB and the chaplins: connections between morphogenetic proteins in Streptomyces coelicolor. Mol Microbiol. 64, 602-613

38. Carrotta, R., Manno, M., Bulone, D., Martorana, V. and San Biagio, P. L. (2005) Protofibril formation of amyloid beta-protein at low pH via a non-cooperative elongation mechanism. J Biol Chem. 280, 30001-30008

39. Carter J.M. Conjugation of peptides to carrier proteins via glutaraldehyde. (1996) The Protein Protocols Handbook. 679-687.

40. Carter, D. B. and Chou, К. C. (1998) A model for structure-dependent-binding of Congo red to Alzheimer beta-amyloid fibrils. Neurobiol Aging. 19, 37-40

41. Carulla, N., Caddy, G. L., Hall, D. R., Zurdo, J., Gairi, M., Feliz, M., Giralt, E., Robinson, С. V. and Dobson, С. M. (2005) Molecular recycling within amyloid fibrils. Nature. 436, 554-558

42. Chaffin, W. L. and Stocco, D. M. (1983) Cell wall proteins of Candida albicans. Can J Microbiol. 29, 1438-1444

43. Chandra, J., Kuhn, D. M., Mukheijee, P. K., Hoyer, L. L., McCormick, T. and Ghannoum, M. A. (2001) Biofilm formation by the fungal pathogen Candida albicans: development, architecture, and drug resistance. J Bacteriol. 183, 5385-5394

44. Chapman, M. R., Robinson, L. S., Pinkner, J. S., Roth, R., Heuser, J., Hammar, M., Normark, S. and Hultgren, S. J. (2002) Role of Escherichia coli curli operons in directing amyloid fiber formation. Science. 295, 851-855

45. Chater, K. F. and Chandra, G. (2006) The evolution of development in Streptomyces analysed by genome comparisons. FEMS Microbiol Rev. 30, 651-672

46. Chemoff, Y. O., Lindquist, S. L., Ono, В., Inge-Vechtomov, S. G. and Liebman, S. W. (1995) Role of the chaperone protein Hspl04 in propagation of the yeast prion-like factor psi+. Science. 268, 880-884

47. Chien, P., Weissman, J. S. and DePace, A. H. (2004) Emerging principles of conformation-based prion inheritance. Annu Rev Biochem. 73, 617-656

48. Chiti, F. and Dobson, С. M. (2006) Protein misfolding, functional amyloid, and human disease. Annu Rev Biochem. 75, 333-366

49. Chiti, F. and Dobson, С. M. (2009) Amyloid formation by globular proteins under native conditions. Nat Chem Biol. 5, 15-22

50. Chow, M. K., Ellisdon, A. M., Cabrita, L. D. and Bottomley, S. P. (2004) Polyglutamine expansion in ataxin-3 does not affect protein stability: implications for misfolding and disease. J Biol Chem. 279, 47643-47651

51. Claessen, D., de Jong, W., Dijkhuizen, L. and Wosten, H. A. (2006) Regulation of Streptomyces development: reach for the sky! Trends Microbiol. 14, 313-319

52. Collin, P., Beauregard, P. В., Elagoz, A. and Rokeach, L. A. (2004) A non-chromosomal factor allows viability of Schizosaccharomyces pombe lacking the essential chaperone calnexin. J Cell Sci. 117, 907-918

53. Collinson SK, Doig PC, Doran JL, Clouthier S, Trust TJ, Kay WW. Thin, aggregative fimbriae mediate binding of Salmonella enteritidis to fibronectin. J Bacterid 1993, 175: 12-18

54. Conchillo-Sole, O., de Groot, N. S., Aviles, F. X., Vendrell, J., Daura, X. and Ventura, S. (2007) AGGRESCAN: a server for the prediction and evaluation of "hot spots" of aggregation in polypeptides. BMC Bioinformatics. 8, 65

55. Cooper, J. H. (1974) Selective amyloid staining as a function of amyloid composition and- structure. Histochemical analysis of the alkaline Congo red, standardized toluidine blue, and iodine methods. Lab Invest. 31, 232-238

56. Coustou, V., Deleu, C., Saupe, S. and Begueret, J. (1997) The protein product of the het-s heterokaryon incompatibility gene of the fungus Podospora anserina behaves as a prion analog. Proc Natl Acad Sci USA. 94, 9773-9778

57. Curwin, A. J., Fairn, G. D. and McMaster, C. R. (2009) Phospholipid transfer protein Sec 14 is required for trafficking from endosomes and regulates distinct trans-Golgi export pathways. J Biol Chem. 284, 7364-7375

58. Dahl, J. L. (2005) Scanning electron microscopy analysis of aged Mycobacterium tuberculosis cells. Can J Microbiol. 51, 277-281

59. Dalstra, H. J., Swart, K., Debets, A. J., Saupe, S. J. and Hoekstra, R. F. (2003) Sexual transmission of the Het-S. prion leads to meiotic drive in Podospora anserina. Proc Natl Acad Sci USA. 100, 6616-6621

60. Del Sol, R,, Armstrong, I., Wright, C. and Dyson, P. (2007) Characterization of changes to the cell surface during the life cycle of Streptomyces coelicolor: atomic force microscopy of living cells. J Bacterid. 189, 2219-2225

61. DeLellis, R. A., Glenner, G. G. and Ram, J. S. (1968) Histochemical observations on amyloid with reference to polarization microscopy. J Histochem Cytochem. 16, 663665

62. Derkatch, I. L., Bradley, M. E., Hong, J. Y. and Liebman, S. W. (2001) Prions affect the appearance of other prions: the story of PIN(+). Cell. 106, 171-182

63. Derkatch, I. L., Bradley, M. E., Masse, S. V., Zadorsky, S. P., Polozkov, G. V., Inge-Vechtomov, S. G. and Liebman, S. W. (2000) Dependence and independence of PSI(+). and [P1N(+)]: a two-prion system in yeast? EMBO J. 19, 1942-1952

64. Diaz-Corrales, F. J., Colasante, C., Contreras, Q., Puig, M., Serrano, J. A., Hernandez, L. and Beaman, B. L. (2004) Nocardia otitidiscaviarum (GAM-5) induces parkinsonian-like alterations in mouse. Braz J Med Biol Res. 37, 539-548

65. Dijkgraaf, G. J., Brown, J. L. and Bussey, H. (1996) The KNH1 gene of Saccharomyces cerevisiae is a functional homolog of KRE9. Yeast. 12, 683-692

66. Divry, P., 1927. Etude histochimique des plaques seniles. J. Beige Neurol. Psychiatr. 27, 643-657.

67. Dobson, С. M. (1999) Protein misfolding, evolution and disease. Trends Biochem Sci. 24, 329-332

68. Dobson, С. M. (2003) Protein folding and misfolding. Nature. 426, 884-890

69. Dong, A., Prestrelski, S. J., Allison, S. D. and Carpenter, J. F. (1995) Infrared spectroscopic studies of lyophilization- and temperature-induced protein aggregation. J Pharm Sci. 84,415-424

70. Donnenberg, M. S. (2000) Pathogenic strategies of enteric bacteria. Nature. 406, 768774

71. Dos Reis, S., Coulary-Salin, В., Forge, V., Lascu, I., Begueret, J. and Saupe, S. J. (2002) The HET-s prion protein of the filamentous fungus. Podospora anserina aggregates in vitro into amyloid-like fibrils. J Biol Chem. 277,J 5703-5706

72. Douglas, P. M., Treusch, S., Ren, H. Y., Halfmann, R., Duennwald, M. L., Lindquist, S. and Cyr, D. M. (2008) Chaperone-dependent amyloid assembly protects cells from prion toxicity. Proc Natl Acad Sci USA. 105, 7206-7211

73. Eanes, E. D. and Glenner, G. G. (1968) X-ray diffraction studies on amyloid filaments. J Histochem Cytochem. 16, 673-677

74. Ecker, M., Deutzmann, R., Lehle, L., Mrsa, V. and Tanner, W. (2006) Pir proteins of Saccharomyces cerevisiae are attached to» beta-l,3-glucan by a new protein-carbohydrate linkage. J Biol Chem. 281; 11523-11529

75. Elbein, A. D., Pan, Y. Т., Pastuszak, I. and Carroll, D. (2003) New insights on trehalose: a multifunctional molecule. Glycobiology. 13, 17RL27R

76. Elliot, M. A. and Talbot, N. J. (2004) Building filaments in the air: aerial morphogenesis in bacteria and fungi. Curr Opin Microbiol. 7, 594-601

77. Elliott-Bryant, R. and Cathcart, E. S. (1998) Amyloid enhancing factor and dietary transmission in accelerated-amyloid A amyloidosis. Clin Immunol Immunopathol. 88, 65-69

78. Ellis, E. A. (2007) Poststaining grids for transmission electron microscopy: conventional and alternative protocols. Methods Mol Biol. 369, 97-106

79. Elorza, M. V., Marcilla, A. and Sentandreu, R. (1988) Wall mannoproteins of the yeast and mycelial cells of Candida albicans: nature of the glycosidic bonds and polydispersity of their mannan moieties. J Gen Microbiol. 134, 2393-2403

80. Emekli, U., Gunasekaran, K., Nussinov, R. and Haliloglu, T. (2008) What can we learn from highly connected beta-rich structures for structural interface design? Methods Mol Biol. 474, 235-253

81. Engelbach, K. (1954) Transitory diabetes mellitus in two tuberculotics.. Beitr Klin Tuberk Spezif Tuberkuloseforsch. 110, 470-473

82. Epstein, E. A. and Chapman, M. R. (2008) Polymerizing the fibre between bacteria and host cells: the biogenesis of functional amyloid fibres. Cell Microbiol. 10, 14131420

83. Fabian, H. (2000) Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Peptide and Protein Analysis. In Encyclopedia of Analytical Chemistry (Meyers, R. A., ed.). pp. 57795803, John Wiley & Sons, Chichester, UK

84. Fabian, H. and Mantele, W. (2002) Infrared spectroscopy of proteins. In Handbook of Vibrational Spectroscopy (Chalmers, J. M. and Griffiths, G. M., eds.). pp. 3399 -3426, John Wiley & Sons, Chichester, UK

85. Fandrich, M., Forge, V., Buder, K., Kittler, M., Dobson, С. M. and Diekmann, S. (2003) Myoglobin forms amyloid fibrils by association of unfolded polypeptide segments. Proc NatlAcad Sci USA. 100, 15463-15468

86. Ferdinand, W. (1964) The isolation and specific activity of rabbit-muscle glyceraldehyde phosphate dehydrogenase Biochem J 92, 578-585

87. Fernandez-Escamilla, A. M., Rousseau, F., Schymkowitz, J. and Serrano, L. (2004) Prediction of sequence-dependent and mutational effects on the aggregation of peptides and proteins. Nat Biotechnol. 22, 1302-1306

88. Fowler, D. M., Koulov, A. V., Alory-Jost, C., Marks, M. S., Balch, W. E. and Kelly, J. W. (2006) Functional amyloid formation within mammalian tissue. PLoS Biol. 4, e6

89. Fowler, D. M., Koulov, A. V., Balch, W. E. and Kelly, J. W. (2007) Functional amyloid—from bacteria to humans. Trends Biochem Sci. 32, 217-224

90. Fraser, R. D. and MacRae, T. P. (1983) The structure of the alpha-keratin microfibril. Biosci Rep. 3, 517-525

91. Frid, P., Anisimov, S. V. and Popovic, N. (2007) Congo red and protein aggregation in neurodegenerative diseases. Brain Res Rev. 53, 135-160

92. Galzitskaya, О. V., Garbuzynskiy, S. O., Lobanov M. Yu. (2006) A search for amyloidogenic regions in protein chains. Mol Biol* (Moscow). 40^ 821-828.

93. Galzitskaya, О. V., Garbuzynskiy, S. O., Lobanov M. Yu. (2006) Is it possible to predict amyloidogenic regions, from sequence alone?'Journal of Bioinformatics and Comput Bioli 4, 373-388.

94. Galzitskaya, О. V., Garbuzynskiy, S. O., Lobanov M. Yu. (2006). Prediction of amyloidogenic and disordered regions in protein chains. PLoS Computational Biology. 2, el77.

95. Gaur, N. K. and Klotz, S. A. (1997) Expression, cloning, and characterization of a Candida albicans gene, ALA1, that confers adherence properties upon Saccharomyces cerevisiae for extracellular matrix proteins. Infect Immun. 65, 5289-5294

96. Gaur, N. K. and Klotz, S. A. (2004) Accessibility of the peptide backbone of protein ligands is a key specificity determinant in Candida albicans SRS adherence. Microbiology. 150, 277-284

97. Gebbink, M. F., Claessen, D., Bouma, В., Dijkhuizen, L. and Wosten, H. A. (2005) Amyloids—a functional coat for microorganisms. Nat Rev Microbiol. 3, 333-341

98. Ghaemmaghami, S., Huh, W. K., Bower, K., Howson, R. W., Belle, A., Dephoure, N., O'Shea, E. K. and Weissman, J. S. (2003) Global analysis of protein expression in yeast. Nature. 425, 737-741

99. Giasson, В. I. (2004) Mitochondrial injury: a hot spot for parkinsonism and Parkinson's disease? Sci Aging Knowledge Environ. 2004, pe42

100. Gilks, N., Kedersha, N., Ayodele, M., Shen, L., Stoecklin, G., Dember, L. M. and Anderson, P. (2004) Stress granule assembly is mediated by prion-like aggregation of TIA-1 Mol Biol Cell 15, 5383-5398

101. Glenner, G. G., Eanes, E. D. and Page, D. L. (1972) The relation of the properties of Congo red-stained amyloid fibrils to the -conformation. J Histochem Cytochem. 20, 821-826

102. Goldman, R. C., Sullivan, P. A., Zakula, D. and Capobianco, J. O. (1995) Kinetics of beta-1,3 glucan interaction at the donor and acceptor sites of the fungal glucosyltransferase encoded by the BGL2 gene. Eur J Biochem. 227, 372-378

103. Goldstein, J., Newbery, D. and Echlin, P. (1981) Scanning electron microscopy and X-ray analysis. Plenum, New-York, USA

104. Greenfield, N. and Fasman, G. D. (1969) Computed circular dichroism spectra for the evaluation of protein conformation. Biochemistry. 8, 4108-4116

105. Greenfield, N. J. (2004) Analysis of circular dichroism data. Methods Enzymol. 383, 282-317

106. Griffin, R. G. (1998) Dipolar recoupling in MAS spectra of biological solids. Nat Struct Biol. 5 Suppl, 508-512

107. Griffith, J. S. (1967) Self-replication and scrapie Nature 215, 1043-1044

108. Groenning, M., Norrman, M., Flink, J. M., van de Weert, M., Bukrinsky, J. Т., Schluckebier, G. and Frokjaer, S. (2007) Binding mode of Thioflavin T in insulin amyloid fibrils. J Struct Biol. 159, 483-497

109. Groenning, M., Olsen, L., van de Weert, M., Flink, J. M., Frokjaer, S. and Jorgensen, F. S. (2007) Study on the binding of Thioflavin T to beta-sheet-rich and non-beta-sheet cavities. J Struct Biol. 158, 358-369

110. Hake, L. E. and Richter, J. D. (1994) CPEB is a specificity factor that mediates cytoplasmic polyadenylation during Xenopus oocyte maturation. Cell. 79, 617-627

111. Halfmann, R. and Lindquist, S. (2008) Screening for amyloid aggregation by Semi-Denaturing Detergent-Agarose Gel Electrophoresis. J Vis Exp

112. Hamada, K., Terashima, H., Arisawa, M. and Kitada, K. (1998) Amino acid sequence requirement for efficient incorporation of glycosylphosphatidylinositol-associated proteins into the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. J Biol Chem. 273, 2694626953

113. Hamley, I. W. (2007) Peptide fibrillization. Angew Chem bit Ed Engl. 46, 8128-8147

114. Hammar, M., Arnqvist, A., Bian, Z., Olsen, A. and Normark, S. (1995) Expression of two csg operons is required for production of fibronectin- and congo red-binding curli polymers in Escherichia coli K-12. Mol Microbiol. 18, 661-670

115. Hammer, N. D., Schmidt, J. C. and Chapman, M. R. (2007) The curli nucleator protein, CsgB, contains an amyloidogenic domain that directs CsgA polymerization. Proc Natl Acad Sci USA. 104, 12494-12499

116. Hamodrakas, S. J. (1992) Molecular architecture of helicoidal proteinaceous eggshells. Results Probl Cell Differ. 19, 115-186

117. Hamodrakas, S. J., Asher, S. A., Mazur, G. D., Regier, J. C. and Kafatos, F. C. (1982) Laser Raman studies of protein conformation in the silkmoth chorion. Biochim Biophys Acta. 703, 216-222

118. Hamodrakas, S. J., Etmektzoglou, T. and Kafatos, F. C. (1985) Amino acid periodicities and their structural implications for the evolutionarily conservative central domain of some silkmoth chorion proteins. J Mol Biol. 186, 583-589

119. Hamodrakas, S. J., Hoenger, A. and Iconomidou, V. A. (2004) Amyloid fibrillogenesis of silkmoth chorion protein peptide-analogues via a liquid-crystalline intermediate phase. J Struct Biol. 145, 226-235

120. Hamodrakas, S. J., Hoenger, A. and Iconomidou, V. A. (2004) Amyloid fibrillogenesis of silkmoth chorion protein peptide-analogues via a liquid-crystalline intermediate phase. J Struct Biol. 145, 226-235

121. Hamodrakas, S. J., Margaritis, L., Papasideri, I. and Fowler, A. (1986) Fine structure of the silkmoth Antheraea polyphemus chorion as revealed by X-ray diffraction and freeze-fracturing International Journal of Biological Macromolecules. 8, 237-242

122. Hamodrakas, S.J., Paulson, J.R., Rodakis, G.C. and Kafatos, F.C. (1983) X-ray-diffraction studies of a silkmoth chorion. Int J Biol Macromol. 5, 149-153.

123. Hardell, L., Holmgren, G., Steen, L., Fredrikson, M. and Axelson, O. (1995) Occupational and other risk factors for clinically overt familial amyloid polyneuropathy. Epidemiology. 6, 598-601

124. Harper, J. D. and Lansbury, P. Т., Jr. (1997) Models of amyloid seeding in Alzheimer's disease and scrapie: mechanistic truths and physiological consequencesof the time-dependent solubility of amyloid proteins. Annu Rev Biochem. 66, 385407

125. Hartland, R. P., Emerson, G. W. and Sullivan, P. A. (1991) A secreted beta-glucan-branching enzyme from Candida albicans. Proc Biol Sci. 246, 155-160

126. Hawe, A., Sutter, M. and Jiskoot, W. (2008) Extrinsic fluorescent dyes as tools for protein characterization. Pharm Res. 25, 1487-1499

127. Hayashi, C. Y. and Lewis, R. V. (2000) Molecular architecture and evolution of a modular spider silk protein gene. Science. 287, 1477-1479

128. He, В., Xi, F., Zhang, J., TerBush, D., Zhang, X. and Guo, W. (2007) Exo70p mediates the secretion of specific exocytic vesicles at early stages of the cell cycle for polarized cell growth. J Cell Biol. 176, 771-777

129. He, J., Lin, L., Zhang, P. and Lindsay, S. (2007) Identification of DNA basepairing via tunnel-current decay. Nano Lett. 7, 3854-3858

130. He, J., Song, Y., Ueyama, N., Saito, A., Azakami, H. and Kato, A. (2006) Prevention of amyloid fibril formation of amyloidogenic chicken cystatin by site-specific glycosylation in yeast. Protein Sci. 15, 213-222

131. Hijirida, D. H., Do, K. G., Michal, C., Wong, S., Zax, D. and Jelinski, L. W. (1996) 13C NMR of Nephila clavipes major ampullate silk gland. Biophys J. 71, 3442-3447

132. Howie, A. J., Brewer, D. В., Howell, D. and Jones, A. P. (2008) Physical basis of colors seen in Congo red-stained amyloid in polarized light. Lab Invest. 88, 232-242

133. Hoyer, L. L. (2001) The ALS gene family of Candida albicans. Trends Microbiol. 9, 176-180

134. Hoyer, L. L., Green, С. В., Oh, S. H. and Zhao, X. (2008) Discovering the secrets of the Candida albicans agglutinin-like sequence (ALS) gene family—a sticky pursuit. Med Mycol. 46, 1-15

135. Hrncic, R., Wall, J., Wolfenbarger, D. A., Murphy, C. L., Schell, M., Weiss, D. T. and Solomon, A. (2000) Antibody-mediated resolution of light chain-associated amyloid deposits. Am J Pathol. 157, 1239-1246

136. Hull, R. L., Westermark, G. Т., Westermark, P. and Kahn, S. E. (2004) Islet amyloid: a critical entity in the pathogenesis of type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 89, 3629-3643

137. Hurshman, A. R., White, J. Т., Powers, E. T. and Kelly, J. W. (2004) Transthyretin aggregation under partially denaturing conditions is a downhill polymerization. Biochemistry. 43, 7365-7381

138. Iconomidou, V. A., Vriend, G. and Hamodrakas, S. J. (2000) Amyloids protect the silkmoth oocyte and embryo. FEBS Lett. 479, 141-145

139. Ivanova, M. I., Sawaya, M. R., Gingery, M., Attinger, A. and Eisenberg, D. (2004) An amyloid-forming segment of beta2-microglobulin suggests a molecular model for the fibril. Proc Natl Acad Sci USA. 101, 10584-10589

140. Janus, C. (2003) Vaccines for Alzheimer's disease: how close are we? CNS Drugs. 17, 457-474

141. Jeng, H. W., Holmes, A. R. and Cannon, R. D.* (2005) Characterization of two Candida albicans surface mannoprotein adhesins that bind immobilized saliva components. Med Mycol. 43, 209-217

142. Jensen, M. A., True, H. L., Chernoff, Y. O. and Lindquist, S. (2001) Molecular population genetics and evolution of a prion-like protein in Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 159, 527-535

143. Jeter, C. and Matthysse, A. G. (2005) Characterization of the binding of diarrheagenic strains of E. coli to plant surfaces and the role of curli in the interaction of the bacteria with alfalfa sprouts. Mol Plant Microbe Interact. 18, 1235-1242

144. Jimenez, J. L., Guijarro, J. I., Orlova, E., Zurdo, J., Dobson, С. M., Sunde, M. and Saibil, H. R. (1999) Cryo-electron microscopy structure of an SH3 amyloid fibril and model of the molecular packing. EMBO J. 18, 815-821

145. Jimenez, J. L., Nettleton, E. J., Bouchard, M., Robinson, С. V., Dobson, С. M. and Saibil, H. R. (2002) The protofilament structure of insulin amyloid fibrils. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 9196-9201

146. Jin, L. W., Claborn, K. A., Kurimoto, M., Geday, M. A., Maezawa, I., Sohraby, F., Estrada, M., Kaminksy, W. and Kahr, B. (2003) Imaging linear birefringence and dichroism in cerebral amyloid pathologies. Proc Natl Acad Sci USA. 100, 1529415298

147. Johan, K., Westermark, G., Engstrom, U., Gustavsson, A., Hultman, P. and Westermark, P. (1998) Acceleration of amyloid protein A amyloidosis by amyloidlike synthetic fibrils. Proc Natl Acad Sci USA. 95, 2558-2563

148. Jonas, К., Tomenius, H., Kader, A., Normark, S., Romling, U., Belova, L. M. and Melefors, O. (2007) Roles of curli, cellulose and BapA in Salmonella biofilm morphology studied by atomic force microscopy. BMC Microbiol. 7, 70

149. Jones, S., Manning, J., Kad, N. M. and Radford, S. E. (2003) Amyloid-forming peptides from beta2-microglobulin-Insights into the mechanism of fibril formation/in vitro. J Mol Biol. 325, 249-257

150. Jules, M., Guillou, V., Francois, J. and'Parrou, J. L. (2004) Two distinct pathways for trehalose assimilation in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Appl Environ Microbiol. 70, 2771-2778

151. Kanamaru, S., Kurazono, H., Terai, A., Monden, K., Kumon, H., Mizunoe, Y., Ogawa, O. and Yamamoto, S. (2006) Increased biofilm formation in Escherichia'coli isolated from acute prostatitis. Int J Antimicrob Agents. 28 SuppI 1, S21-25

152. Kandimalla, К. K., Scott, O. G., Fulzele, S., Davidson, M. W. and Poduslo, J. F. (2009) Mechanism of neuronal versus endothelial cell uptake of Alzheimer's disease amyloid beta protein. PLoS One. 4, e4627

153. Karachunskii, M. A., Balabolkin, M. I. and Beglarian, N. R. (1995) Changes in carbohydrate metabolism in patients with tuberculosis. Vestn Ross Akad Med Nauk, 18-21

154. Kelenyi, G. (1967) Thioflavin S fluorescent and Congo red anisotropic stainings in the histologic demonstration of amyloid. Acta Neuropathol. 7, 336-348

155. Kelker, M., Kim, C., Chueh, P. J., Guimont, R., Morre, D. M. and Morre, D. J. (2001) Cancer isoform of a tumor-associated cell surface NADH oxidase (tNOX) has properties of a prion. Biochemistry. 40, 7351-7354

156. Kelley, A. E., Cador, M. and Stinus, L. (1989) Exploration and Its Measurement. In Psychopharmacology. 13 95-144

157. Kenney, J. M., Knight, D., Wise, M. J. and Vollrath, F. (2002) Amyloidogenic nature of spider silk. Eur J Biochem. 269, 4159-4163*

158. Khurana, R., Coleman, C., Ionescu-Zanetti, C., Carter, S. A., Krishna, V., Grover, R. K., Roy, R. and Singh, S. (2005) Mechanism of thioflavin T binding to amyloid fibrils. J Struct Biol. 151, 229-238

159. Khurana, R., Uversky, V. N., Nielsen, L. and Fink, A. L. (2001) Is Congo red an amyloid-specific dye? J Biol Chem. 276, 22715-22721

160. Kicka, S. and Silar, P. (2004) PaASKl, a mitogen-activated protein kinase kinase kinase that controls cell degeneration and cell differentiation in Podospora anserina. Genetics. 166, 1241-1252

161. Kim, J. G., Jeon, E., Oh, J., Moon, J. S. and Hwang, I. (2004) Mutational analysis of Xanthomonas harpin HpaG identifies a key functional region that elicits the hypersensitive response in nonhost plants. J Bacteriol. 186, 6239-6247

162. Klebl, F. and Tanner, W. (1989) Molecular cloning of a cell wall exo-beta-1,3-glucanase from Saccharomyces cerevisiae. J Bacteriol. 171, 6259-6264

163. Klemm, P. and Schembri, M. A. (2000) Bacterial adhesins: function and structure. Int J Med Microbiol. 290, 27-35

164. Klis, F. M., Boorsma, A. and De Groot, P. W. (2006) Cell wall construction in Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 23, 185-202

165. Klotz, S. A., Gaur, N. K., De Armond, R., Sheppard, D., Khardori, N., Edwards, J. E., Jr., Lipke, P. N. and El-Azizi, M. (2007) Candida albicans Als proteins mediate aggregation with bacteria and yeasts. Med Mycol. 45, 363-370

166. Klotz, S. A., Gaur, N. K., Lake, D. F., Chan, V., Rauceo, J. and Lipke, P. N. (2004) Degenerate peptide recognition by Candida albicans adhesins Als5p and Alslp. Infect Immun. 72, 2029-2034

167. Klunk, W. E., Debnath, M. L. and Pettegrew, J. W. (1995) Chrysamine-G binding to Alzheimer and control brain: autopsy study of a new amyloid probe. Neurobiol Aging. 16, 541-548

168. Klunk, W. E., Jacob, R. F. and-Mason, R. P. (1999) Quantifying amyloid by congo red spectral shift assay. Methods Enzymol. 309; 285-305

169. Klunk, W. E., Pettegrew, J. W. and Abraham, D. J. (1989) Quantitative evaluation of congo red binding to amyloid-like proteins with a beta-pleated sheet conformation. J Histochem Cytochem. 37, 1273-1281

170. Korenaga, Т., Yan, J., Sawashita, J., Matsushita, Т., Naiki, H., Hosokawa, M., Mori, M., Higuchi, K. and Fu, X. (2006) Transmission of amyloidosis in offspring of mice with AApoAII amyloidosis. Am J Pathol. 168, 898-906

171. Kranenburg, O., Bouma, В., Kroon-Batenburg, L. M., Reijerkerk, A., Wu, Y. P., Voest, E. E. and Gebbink, M. F. (2002) Tissue-type plasminogen activator is a multiligand cross-beta structure receptor. Curr Biol. 12, 1833-1839

172. Krebs, M. R., Bromley, E. H. and Donald, A. M. (2005) The binding of thioflavin-T to amyloid fibrils: localisation and implications. J Struct Biol. 149, 30-37

173. Kroes-Nijboer, A., Lubbersen, Y. S., Venema, P. and van der Linden, E. (2009) Thioflavin T fluorescence assay for beta-lactoglobulin fibrils hindered by DAPH. J Struct Biol. 165, 140-145

174. Kryndushkin, D. S., Alexandrov, I. M., Ter-Avanesyan, M. D. and Kushnirov, V. V. (2003) Yeast PSI+. prion aggregates are formed by small Sup35 polymers fragmented by Hspl04. J Biol Chem. 278, 49636-49643

175. Krzewska, J., Tanaka, M., Burston, S. G. and Melki, R. (2007) Biochemical and functional analysis of the assembly of full-length Sup35p and its prion-forming domain. J Biol Chem. 282, 1679-1686

176. Kumar, S. and Udgaonkar, J. B. (2009) Conformational conversion may precede or follow aggregate elongation on alternative pathways of amyloid protofibril formation. J Mol Biol. 385, 1266-1276

177. Kushnirov, V. V. and Ter-Avanesyan, M. D. (1998) Structure and replication of yeast prions. Cell. 94, 13-16

178. Kwan, A. H., Winefield, R. D., Sunde, M., Matthews, J. M., Haverkamp, R. G., Templeton, M. D. and Mackay, J. P. (2006) Structural basis for rodlet assembly in fungal hydrophobic. Proc Natl Acad Sci USA. 103, 3621-3626

179. Laemmli, U. K. (1970) Cleavage of structural proteins during the'assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227, 680-685

180. Lapidot, A. and Yaron, S. (2009) Transfer of Salmonella enterica serovar Typhimurium from contaminated irrigation water to parsley is dependent on curli and cellulose, the biofilm matrix components. J Food Prot. 72, 618-623

181. Larsen, P., Nielsen, J. L., Dueholm, M. S., Wetzel, R., Otzen, D. and Nielsen, P. H. (2007) Amyloid adhesins are abundant in natural biofilms. Environ Microbiol. 9, 3077-3090

182. Larsen, P., Nielsen, J. L., Otzen, D. and Nielsen, P. H. (2008) Amyloid-like adhesins produced by floc-forming and-filamentous bacteria in activated sludge. Appl Environ Microbiol. 74, 1517-1526

183. Lauer, P., Rinaudo, C. D., Soriani, M., Margarit, I., Maione, D., Rosini, R., Taddei, A. R., Mora, M., Rappuoli, R., Grandi, G. and Telford, J. L. (2005) Genome analysis reveals pili in Group В Streptococcus. Science. 309, 105

184. Lecanidou, R., Rodakis, G. C., Eickbush, Т. H. and Kafatos, F. C. (1986) Evolution of the silk moth chorion gene superfamily: gene families CA and CB. Proc Natl Acad Sci US A. 83,6514-6518

185. LeVine, H., 3rd. (1993) Thioflavine T interaction with synthetic Alzheimer's disease beta-amyloid peptides: detection of amyloid aggregation in solution. Protein Sci. 2, 404-410

186. LeVine, H., 3rd. (1999) Quantification of beta-sheet amyloid fibril structures with thioflavin T. Methods Enzymol. 309, 274-284

187. Lillie, S. H. and Pringle, J. R. (1980) Reserve carbohydrate metabolism in Saccharomyces cerevisiae: responses to nutrient limitation. J Bacteriol. 143, 13841394

188. Lin, S., Shen, M. and Sun, Y. (1998) Epidemiological characteristics of tuberculosis patients complicated with diabetes in Shanghai. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 21, 504-506

189. Lindgren, M., Sorgjerd, K. and Hammarstrom, P. (2005) Detection and characterization of aggregates, prefibrillar amyloidogenic oligomers, and protofibrils using fluorescence spectroscopy. Biophys J. 88, 4200-4212

190. Linding, R., Schymkowitz, J., Rousseau, F., Diella, F. and Serrano, L. (2004) A comparative study of the relationship between protein structure and beta-aggregation in globular and intrinsically disordered proteins. J Mol Biol. 342, 345-353

191. Lopez-Ribot, J. L. and Chaffin, W. L. (1996) Members of the Hsp70 family of proteins in the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. J Bacteriol. 178, 4724-4726

192. Loza, L., Fu, Y., Ibrahim, A. S., Sheppard, D. C., Filler, S. G. and Edwards, J. E., Jr. (2004) Functional analysis of the Candida albicans ALS1 gene product. Yeast. 21, 473-482

193. Lundmark, K., Westermark, G. Т., Nystrom, S., Murphy, C. L., Solomon, A. and Westermark, P. (2002) Transmissibility of systemic amyloidosis by a prion-like mechanism. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 6979-6984

194. Lundmark, K., Westermark, G. Т., Olsen, A. and Westermark, P. (2005) Protein fibrils in nature can enhance amyloid protein A amyloidosis in mice: Cross-seeding as a disease mechanism. Proc Natl Acad Sci USA. 102, 6098-6102

195. MacDonald, А. В. (2006) Plaques of Alzheimer's disease originate from cysts of Borrelia burgdorferi, the Lyme disease spirochete. Med Hypotheses. 67, 592-600

196. Mackay, J. P., Matthews, J. M., Winefield, R. D., Mackay, L. G., Haverkamp, R. G. and Templeton, M. D. (2001) The hydrophobin EAS is largely unstructured in solution and functions by forming amyloid-like structures. Structure. 9, 83-91

197. Maddelein, M. L., Dos Reis, S., Duvezin-Caubet, S., Coulary-Salin, B. and Saupe, S. J. (2002) Amyloid aggregates of the HET-s prion protein are infectious. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 7402-7407

198. Makin, O. S. and Serpell, L. C. (2005) Structures for amyloid fibrils. FEBS J. 272, 5950-5961

199. Makin, O. S. and Serpell, L. C. (2005) X-ray diffraction studies of amyloid structure. Methods Mol Biol. 299, 67-80

200. Manavalan, P. and Johnson, W. C., Jr. (1987) Variable selection method improves the prediction of protein secondary structure from circular dichroism spectra. Anal Biochem. 167, 76-85

201. Mann, S. J. and Blank, F. (1975) Systemic amyloidosis in mice inoculated with lyophilized Candida cells. Infect Immun. 11, 1371-1374

202. Margittai, M. and Langen, R. (2006) Spin labeling analysis of amyloids and other protein aggregates. Methods Enzymol. 413, 122-139

203. Marks, M. S. and Seabra, M. C. (2001) The melanosome: membrane dynamics in black and white. Nat Rev Mol Cell Biol. 2, 738-748

204. Mathur, V., Hong, J. Y. and Liebman, S. W. (2009) Ssal overexpression and PIN(+). variants cure [PSI(+)] by dilution of aggregates. J Mol Biol. 390, 155-167

205. Mendez, R., Barnard, D. and Richter, J. D. (2002) Differential mRNA translation and meiotic progression require Cdc2-mediated CPEB destruction. EMBO J. 21, 18331844

206. Merkal, R. S., Rhoades, K. R., Gallagher, J. E. and Ritchie, A. E. (1973) Scanning electron microscopy of mycobacteria. Am Rev Respir Dis. 108, 381-387

207. Michelitsch, M. D. and Weissman, J. S. (2000) A census of glutamine/asparagine-rich regions: implications for their conserved function and the prediction of novel prions. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 11910-11915

208. Modler, A. J., Gast, K., Lutsch, G. and Damaschun, G. (2003) Assembly of amyloid protofibrils via critical oligomers~a novel pathway of amyloid formation. J Mol Biol. 325, 135-148

209. Moriyama, H., Edskes, H. K. and Wickner, R. B. (2000) URE3. prion propagation in Saccharomyces cerevisiae: requirement for chaperone Hspl04 and curing by overexpressed chaperone Ydjlp. Mol Cell Biol. 20, 8916-8922'

210. Morre, D. J. and Morre, D. M. (2003) Cell surface NADH oxidases (ECTO-NOX proteins) with roles in cancer, cellular time-keeping, growth, aging and neurodegenerative diseases Free Radic Res 37, 795-808

211. Morre, D. J., Chueh, P. J. and Morre, D. M. (1995) Capsaicin inhibits preferentially the NADH oxidase and growth of transformed cells in culture Proc Natl Acad Sci U S A 92, 1831-1835

212. Morre, D. J., Wu, L. Y. and Morre, D. M. (1995) The antitumor sulfonylurea N-(4-methylphenylsulfonyl)-N'-(4-chlorophenyl) urea (LY181984) inhibits NADH oxidase activity of HeLa plasma membranes Biochim Biophys Acta 1240, 11-17

213. Moscowitz, A. (1960) Analysis of Rotatory Dispersion Curves. Reviews of Modem Physics. 32, 440-443

214. Mrsa, V. and Tanner, W. (1999) Role of NaOH-extractable cell wall proteins Ccw5p, Ccw6p, Ccw7p and Ccw8p (members of the Pir protein family) in stability of the Saccharomyces cerevisiae cell wall. Yeast. 15, 813-820

215. Mrsa, V., Klebl, F. and Tanner, W. (1993) Purification and characterization of the Saccharomyces cerevisiae BGL2 gene product, a cell wall endo-beta-l,3-glucanase. J Bacteriol. 175, 2102-2106

216. Mrsa, V., Seidl, Т., Gentzsch, M. and Tanner, W. (1997) Specific labelling of cell wall proteins by biotinylation. Identification of four covalently linked O-mannosylated proteins of Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 13, 1145-1154

217. Muller, J. J., Thomsen, К. K. and Heinemann, U. (1998) Crystal structure of barley 1,3-1,4-beta-glucanase at 2.0-A resolution and comparison with Bacillus 1,3-1,4-beta-glucanase. J Biol Chem. 273, 3438-3446

218. Nakayashiki, Т., Kurtzman, C. P., Edskes, H. K. and Wickner, R. B. (2005) Yeast prions URE3. and [PSI+] are diseases. Proc Natl Acad Sci USA. 102, 10575-10580

219. Nazabal, A. and Schmitter, J. M. (2006) Hydrogen-deuterium exchange analyzed by matrix-assisted laser desorption-ionization mass spectrometry and the HET-s prion model. Methods Enzymol. 413, 167-181

220. Nelson, R., Sawaya, M. R., Balbirnie, M., Madsen, A: O., Riekel, C., Grothe, R. and Eisenberg, D. (2005) Structure of the cross-beta spine of amyloid-like fibrils. Nature. 435, 773-778

221. Nenninger, A. A., Robinson, L. S. and Hultgren, S. J. (2009) Localized and efficient curli nucleation requires the chaperone-like amyloid assembly protein CsgF. Proc Natl Acad Sci USA. 106, 900-905

222. Nilsson, M. R. (2004) Techniques to study amyloid fibril formation in vitro. Methods. 34, 151-160

223. Nobile, C. J. and Mitchell, A. P. (2006) Genetics and genomics of Candida albicans biofilm formation. Cell Microbiol. 8, 1382-1391

224. Nyrkova, I., Semenov, A., Aggeli, A. and Boden, N. (2000) Fibril stability in solutions of twisted -sheet peptides: a new kind of micellization in chiral systems. The European Physical Journal В Condensed Matter and Complex Systems 17, 481497

225. Oh, J., Kim, J. G., Jeon, E., Yoo, С. H., Moon, J. S., Rhee, S. and Hwang, I. (2007) Amyloidogenesis of type Ill-dependent harpins from plant pathogenic bacteria. J Biol Chem. 282,13601-13609

226. O'Nuallain, B. and Wetzel, R. (2002) Conformational Abs recognizing a generic amyloid fibril epitope. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 1485-1490

227. Osherovich, L. Z. and Weissman, J. S. (2001) Multiple Gln/Asn-rich prion domains confer susceptibility to induction of the yeast PSI(+). prion. Cell. 106, 183-194

228. Otoo, H. N., Lee, K. G., Qiu, W. and Lipke, P. N. (2008) Candida albicans Als adhesins have conserved amyloid-forming sequences. Eukaryot Cell. 7, 776-782

229. Otzen, D. and Nielsen, P. H. (2008) We find them here, we find them there: functional bacterial amyloid. Cell Mol Life Sci. 65, 910-927

230. Pastor, F.I.J., Valentin, E., Herrero, E. and Sentandreu, R. (1984) Structure of Saccharomyces cerevisiae cell wall. Mannoproteins released by zymolyase and their contribution to wall architecture. Biochim Biophys Acta. 802, 292-300.

231. Paushkin, S. V., Kushnirov, V. V., Smirnov, V. N. and Ter-Avanesyan, M. D. (1996) Propagation of the yeast prion-like psi+. determinant is mediated by oligomerization of the SUP35-encoded polypeptide chain release factor. EMBO J. 15, 3127-3134

232. Pawelek, J. M. and Lerner, A. B. (1978) 5,6-Dihydroxyindole is a melanin precursor showing potent cytotoxicity. Nature. 276, 626-628

233. Pearsall, N. N. and Lagunoff, D. (1974) Immunological responses to Candida albicans II. Amyloidosis in mice induced by candidiasis. Infect Immun. 10, 13971400

234. Pedersen, J. S. and Otzen, D. E. (2008) Amyloid-a state in many guises: survival of the fittest fibril fold. Protein Sci. 17, 2-10

235. Petersen, A., Chadfield, M. S., Christensen, J. P., Christensen, H. and Bisgaard, M. (2008) Characterization of small-colony variants of Enterococcus faecalis isolated from chickens with amyloid arthropathy. J Clin Microbiol. 46, 2686-2691

236. Plomp, M., Leighton, T. J., Wheeler, К. E., Hill, H. D. and Malkin, A. J. (2007) In vitro high-resolution structural dynamics of single germinating bacterial spores. Proc Natl Acad Sci USA. 104, 9644-9649

237. Podrabsky, J. E., Carpenter, J. F. and Hand, S. C. (2001) Survival of water stress in annual fish embryos: dehydration avoidance and egg envelope amyloid fibers. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 280, R123-131

238. Podrabsky, J. E., Carpenter, J. F. and Hand, S. C. (2001) Survival of water stress in annual fish embryos: dehydration avoidance and egg envelope amyloid fibers. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 280, R123-131

239. Popolo, L. and Vai, M. (1999) The Gasl glycoprotein, a putative wall polymer cross-linker. Biochim Biophys Acta. 1426, 385-400

240. Provencher, S. W. and Glockner, J. (1981) Estimation of globular protein secondary structure from circular dichroism. Biochemistry. 20, 33-37

241. Prusiner, S. B. (1982) Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science. 216, 136-144

242. Prusiner, S. В., Groth, D. F., Bolton, D. C., Kent, S. B: and Hood, L. E. (1984) Purification and structural studies of a major scrapie prion protein Cell 38, 127-134

243. Rahimi, F., Maiti, P. and Bitan, G. (2009) Photo-induced cross-linking of unmodified proteins (PICUP) applied to amyloidogenic peptides. J Vis Exp

244. Raj, C. R. and Ramaraj, R. (2001) Emission of thioflavin T and its off-on control in polymer membranes. Photochem Photobiol. 74, 752-759

245. Ramsook, С. В., Soybelmana, G., Henrya, R., Funga, R. G. and Lipke, P. N. (2009) Amyloid formation by peptides from yeast adhesins. Biophys J. 96, 89a.

246. Raposo, G. andoMarks, M. S. (2002) The dark side of lysosome-related organelles: specialization of the endocytic pathway for melanosome biogenesis. Traffic. 3, 237248

247. Rauceo, J. M., De Armond, R., Otoo, H., Kahn, P. C., Klotz, S. A., Gaur, N. K. and Lipke, P. N. (2006) Threonine-rich repeats increase fibronectin binding in the Candida albicans adhesin Als5p. Eukaryot Cell. 5, 1664-1673

248. Rauceo, J. M., Gaur, N. K., Lee, K. G., Edwards, J1. E., Klotz, S. A. and Lipke, P. N. (2004) Global cell surface conformational shift mediated- by a Candida albicans adhesin. Infect Immun. 72, 4948-4955

249. Reches, M. and Gazit, E. (2004) Amyloidogenic hexapeptide fragment of medin: homology to functional islet amyloid polypeptide fragments. Amyloid. 11, 81-89

250. Reches, M., Porat, Y. and Gazit, E. (2002) Amyloid fibril formation by pentapeptide and tetrapeptide fragments of human calcitonin. J Biol Chem. 277, 35475-35480

251. Regier, J.C. and Kafatos, F.C. (1985) in: Comprehensive Insect Biochemistry, Physiology and Pharmacology (Gilbert, L.I. and Kerkut, G. A., Eds.), Pergamon Press, Oxford. 1, 113-151.

252. Ritter, C., Maddelein, M. L., Siemer, А. В., Luhrs, Т., Ernst, M., Meier, В. H., Saupe, S. J. and Riek, R. (2005) Correlation of structural elements and infectivity of the HET-s prion. Nature. 435, 844-848

253. Roberg, K. J., Rowley, N. and Kaiser, C. A. (1997) Physiological regulation of membrane protein sorting late in the secretory pathway of Saccharomyces cerevisiae. J Cell Biol. 137, 1469-1482

254. Robinson, L. S., Ashman, E. M., Hultgren, S. J. and Chapman, M. R. (2006) Secretion of curli fibre subunits is mediated by the outer membrane-localized CsgG protein. Mol Microbiol. 59, 870-881

255. Rochon, M. and Romling, U. (2006) Flagellin in combination with curli fimbriae elicits an immune response in the gastrointestinal epithelial cell line HT-29. Microbes Infect. 8, 2027-2033

256. Rodriguez-Pena, J. M., Rodriguez, C., Alvarez, A., Nombela, C. and Arroyo, J. (2002) Mechanisms for targeting of the Saccharomyces cerevisiae GPI-anchored cell wall protein Crh2p to polarised growth sites. J Cell Sci. 115; 2549-2558

257. Romhanyi, G. (1971) Selective differentiation between amyloid and connective tissue structures based on the collagen specific topo-optical staining reaction with congo red. Virchows Arch A Pathol Pathol Anat. 354; 209-222

258. Romling, U., Bian, Z., Hammar, M., Sierralta, W. D. and Normark, S. (1998) Curli fibers are highly conserved between Salmonella typhimurium and Escherichia coli with respect to operon structure and regulation. J Bacterid. 180, 722-731

259. Ryu, J. H. and Beuchat, L. R. (2005) Biofilm formation by Escherichia coli 0157:H7 on stainless steel: effect of exopolysaccharide and Curli production on its resistance to chlorine. Appl Environ Microbiol. 71, 247-254

260. Ryu, J. H., Kim, H., Frank, J. F. and Beuchat, L. R. (2004) Attachment and biofilm formation on stainless steel by Escherichia coli 0157:H7 as affected by curli production. Lett Appl Microbiol. 39, 359-362

261. Sabate, R., Baxa, U., Benkemoun, L., Sanchez de Groot, N., Coulary-Salin, В., Maddelein, M. L., Malato, L., Ventura, S., Steven, A. C. and Saupe, S. J. (2007) Prion and non-prion amyloids of the HET-s prion forming domain. J Mol Biol. 370, 768783

262. Sabate, R., Lascu, I. and Saupe, S. J. (2008) On the binding of Thioflavin-T to HET-s amyloid fibrils assembled at pH 2. J Struct Biol. 162, 387-396

263. Sachse, C., Fandrich, M. and Grigorieff, N. (2008) Paired beta-sheet structure of an Abeta(l-40) amyloid fibril revealed by electron microscopy. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 7462-7466

264. Salemme, F. R. (1983) Structural properties of protein beta-sheets. Prog Biophys Mol Biol. 42, 95-133

265. Sambashivan, S., Liu, Y., Sawaya, M. R., Gingery, M. and Eisenberg, D. (2005) Amyloid-like fibrils of ribonuclease A with three-dimensional domain-swapped and native-like structure. Nature. 437, 266-269

266. Sarthy, A. V., McGonigal, Т., Coen, M., Frost, D. J., Meulbroek, J. A. and Goldman, R. C. (1997) Phenotype in Candida albicans of a disruption of the BGL2 gene encoding a 1,3-beta-glucosyltransferase. Microbiology. 143 (Pt 2), 367-376

267. Schurr, A. and Yagil, E. (1971) Regulation and characterization of acid and alkaline phosphatase in yeast. J Gen Microbiol. 65, 291-303

268. Schwartz, P. (1972) Amyloid degeneration and tuberculosis in the aged. Gerontologia. 18, 321-362

269. Schwarze-Eicker, K., Keyvani, K., Gortz, N., Westaway, D., Sachser, N. and Paulus, W. (2005) Prion protein (PrPc) promotes beta-amyloid plaque formation. Neurobiol Aging. 26, 1177-1182

270. Scopes, R. K. (1974) Measurement of protein by spectrophotometry at 205 nm. Anal Biochem. 59, 277-282

271. Sereikaite, J. and Bumelis, V. A. (2006) Congo red interaction with alpha-proteins. Acta Biochim Pol. 53, 87-92

272. Sestak, S., Hagen, I., Tanner, W. and Strahl, S. (2004) ScwlOp, a cell-wall glucanase/transglucosidase important for cell-wall stability in Saccharomyces cerevisiae. Microbiology. 150, 3197-3208

273. Sheehan, D. and Hrapchak, B. (1980) Theory and practice of Histotechnology. Battelle Press, Ohio, USA

274. Shibayama, Y., Joseph, K., Nakazawa, Y., Ghebreihiwet, В., Peerschke, E. I. and Kaplan, A. P. (1999) Zinc-dependent activation of the plasma kinin-forming cascade by aggregated beta amyloid protein. Clin Immunol. 90, 89-99

275. Shimoi, H., Kitagaki, H., Ohmori, H., Iimura, Y. and Ito, K. (1998) Sedlp is a major cell wall protein of Saccharomyces cerevisiae in the stationary phase and is involved in lytic enzyme resistance. J Bacteriol. 180, 3381-3387

276. Shorter, J. and Lindquist, S. (2005) Prions as adaptive conduits of memory and inheritance. Nat Rev Genet. 6, 435-450

277. Si, K., Lindquist, S. and Kandel, E. R. (2003) A neuronal isoform of the aplysia CPEB has prion-like properties. Cell. 115, 879-891

278. Siemer, А. В., Ritter, C., Steinmetz, M. O., Ernst, M., Riek, R. and Meier, В. H. (2006) 13C, 15N resonance assignment of parts of the HET-s prion protein in its amyloid form. J Biomol NMR. 34, 75-87

279. Sjostrom, E. (1977) The behavior of wood polysaccharides during alkaline pulping process. Tappi J 60, 151-154

280. Slotta, U., Hess, S., Spiess, K., Stromer, Т., Serpell, L. and Scheibel, T. (2007) Spider silk and amyloid fibrils: a structural comparison. Macromol Biosci. 7, 183-188

281. Smits, G. J., Kapteyn, J. C., van den Ende, H. and Klis, F. M. (1999) Cell wall dynamics in yeast. Curr Opin Microbiol. 2, 348-352

282. Soldi, G., Bemporad, F., Torrassa, S., Relini, A., Ramazzotti, M., Taddei, N. and Chiti, F. (2005) Amyloid formation of a protein in the absence of initial unfolding and destabilization of the native state. Biophys J. 89, 4234-4244

283. Solomon, A., Richey, Т., Murphy, C. L., Weiss, D. Т., Wall, J. S., Westermark, G. T. and Westermark, P. (2007) Amyloidogenic potential of foie gras, Proc Natl Acad Sci USA. 104, 10998-11001321322323324325326327328329330331332333

284. Sondheimer, N. and Lindquist, S. (2000) Rnql: an epigenetic modifier of protein function in yeast. Mol Cell. 5, 163-172

285. Sreerama, N. and Woody, R. W. (1993) A self-consistent method for the analysis of protein secondary structure from circular dichroism. Anal Biochem. 209, 32-44

286. Steensma, D. P. (2001) "Congo" red: out of Africa? Arch Pathol Lab Med. 125, 250252

287. Stepanov, V. M., Rudenskaya, G. N., Gaida, A. V. and Osterman, A. L. (1981) Affinity chromatography of proteolytic enzymes on silica-based biospecific sorbents. J Biochem Biophys Methods. 5, 177-186

288. Stepanov, V. M., Rudenskaya, G. N., Gaida, A. V. and Osterman, A. L. (1981) Affinity chromatography of proteolytic enzymes on silica-based biospecific sorbents. J Biochem Biophys Methods. 5, 177-186

289. Stsiapura, V. I., Maskevich, A. A., Kuzmitsky, V. A., Turoverov, К. K. and Kuznetsova, I. M. (2007) Computational study of thioflavin T torsional relaxation in the excited state. J Phys Chem A. Ill, 4829-4835

290. Stuart, В. H. (1997) Biological Applications of Infrared Spectroscopy. Wiley, Chichester, UK

291. Sumner, J. В., and Sisler, E. B. (1944). A simple method for blood sugar. Arch. Biochem. 4, 333-336.

292. Talarek, N., Maillet, L., Cullin, C. and Aigle, M. (2005) The URE3. prion is not conserved among Saccharomyces species. Genetics. 171, 23-34

293. Talloczy, Z., Mazar, R., Georgopoulos, D. E., Ramos, F. and Leibowitz, M. J. (2000) The KIL-d. element specifically regulates viral gene expression in yeast. Genetics. 155, 601-609

294. Tanaka, M., Collins, S. R., Toyama, В. H. and Weissman, J. S. (2006) The physical basis of how prion conformations determine strain phenotypes. Nature. 442, 585-589

295. Taphorn, D.C. and Thomerson, J.E. (1978) A revision of the South American cyprinodont fishes of the genera Rachovia and Austrofimdulus, with the description of a new genus. Acta Biol Venez. 9, 377^152.

296. Tartaglia, G. G. and Caflisch, A. (2007) Computational analysis of the S. cerevisiae proteome reveals the function and cellular localization of the least and most amyloidogenic proteins. Proteins. 68, 273-278

297. Tarlaglia, G. G., Pawar, A. P., Campioni, S., Dobson, С. M., Chiti, F. and Vendruscolo, M. (2008) Prediction of aggregation-prone regions in structured proteins. J Mol Biol. 380, 425-436

298. Taylor, K. L., Cheng, N„ Williams, R. W., Steven, A. C. and Wickner, R. B: (1999) Prion domain initiation of amyloid formation in vitro from native Ure2p. Science. 283,1339-1343

299. Teparic, R., Stuparevic, I. and Mrsa, V. (2004) Increased mortality of Saccharomyces cerevisiae cell wall protein mutants. Microbiology. 150, 3145-3150

300. Theos, A. C., Truschel, S. Т., Raposo, G. and Marks, M. S. (2005) The Silver locus product Pmell7/gpl00/Silv/ME20: controversial, in name and in function. Pigment Cell Res. 18, 322-336

301. Ton-That, H. and Schneewind, O. (2003) Assembly of pili on the surface of Corynebacterium diphtheriae. Mol Microbiol. 50, 1429-1438

302. Towbin, H., Staehelin, T. and Gordon, J. (1979) Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc Natl Acad Sci USA. 76, 4350-4354

303. Trovato, A., Chiti, F., Maritan, A. and Seno, F. (2006) Insight into the structure of amyloid fibrils from the analysis of globular proteins. PLoS Comput Biol. 2,' el70

304. True, H. L. and Lindquist, S. L. (2000) A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity. Nature. 407, 477-483

305. True, H. L., Berlin, I. and Lindquist, S. L. (2004) Epigenetic regulation of translation reveals hidden genetic variation to produce complex traits. Nature. 431, 184-187

306. Tsai, S. H. (1963) Clinical Observation of Diabetes Mellitus Complicating Pulmonary Tuberculosis in Taiwan. Tsa Chih Gaoxiong Yi Xue Yuan Tong Xue Hui. 62, 140157

307. Tsuruta, H. and Irving, Т. C. (2008) Experimental approaches for solution X-ray scattering and fiber diffraction. Curr Opin Struct Biol. 18, 601-608

308. Tuite, M. F. and Lindquist, S. L. (1996) Maintenance and inheritance of yeast prions. Trends Genet. 12, 467-471

309. Tumell, W. G. and Finch, J. T. (1992) Binding of the dye congo red to the amyloid protein pig insulin reveals a novel homology amongst amyloid-forming peptide sequences. J Mol Biol. 227, 1205-1223

310. Tweten, R. K. (2001) Clostridium perfringens beta toxin and Clostridium septicum alpha toxin: their mechanisms and possible role in pathogenesis. Vet Microbiol. 82, 19

311. Tycko, R. (2006) Characterization of amyloid structures at the molecular level by solid state nuclear magnetic resonance spectroscopy. Methods Enzymol. 413, 103122

312. Uhlich, G. A., Keen, J. E. and Elder, R. O. (2002) Variations in the csgD promoter of Escherichia coli 0157:H7 associated with increased virulence in mice and increased invasion of HEp-2 cells. Infect Immun. 70, 395-399

313. Uptain, S. M. and Lindquist, S. (2002) Prions as protein-based genetic elements. Annu Rev Microbiol. 56, 703-741

314. Vassar, P. S. and Culling, C. F. (1959) Fluorescent stains, with special reference to amyloid and connective tissues. Arch Pathol. 68, 487-498

315. Vilar, M., Chou, H. Т., Luhrs, Т., Maji, S. К., Riek-Loher, D., Verel, R., Manning, G., Stahlberg, H. and Riek, R. (2008) The fold of alpha-synuclein fibrils. Proc Natl Acad Sci USA. 105, 8637-8642

316. Virchow, R. (1855) Ueber den Gang der amyloiden Degeneration. Virchows Archiv. 8, 364-368

317. Vorisek, J., Knotkova, A. and Kotyk, A. (1982) Fine cytochemical localization of polyphosphates in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Zentralbl Mikrobiol. 137, 421-432

318. Vorisek, J., Sajdl, P. and Lojda, Z. (1980) Electron-cytochemical localization of phospho(enol)pyruvate carboxylase (EC 4.1.1.31) in fungal cells. Histochemistry. 67, 257-265

319. Wang, X., Smith, D. R., Jones, J. W. and Chapman, M. R. (2007) In vitro polymerization of a functional Escherichia coli amyloid protein. J Biol Chem. 282, 3713-3719

320. Webb, R. (1996) Confocal optical microscopy. Rep. Prog. Phys. 59 427-471

321. Westermark, P., Benson, M. D., Buxbaum, J. N., Cohen, A. S., Frangione, В., Ikeda, S., Masters, C. L., Merlini, G., Saraiva, M. J. and Sipe, J. D. (2007) A primer of amyloid nomenclature. Amyloid. 14, 179-183

322. Whitmore, L. and Wallace, B. A. (2004) DICHROWEB, an online server.for protein secondary structure analyses from circular dichroism spectroscopic data. Nucleic Acids Res. 32, W668-673

323. Whitmore, L. and Wallace, B. A. (2008) Protein secondary structure analyses from circular dichroism spectroscopy: methods and reference databases. Biopolymers. 89, 392-400

324. Wickner, R. В., Dyda, F. and Tycko, R. (2008) Amyloid of Rnqlp, the basis of the PIN+. prion, has a parallel in-register beta-sheet structure. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 2403-2408

325. Wickner, R. В., Edskes, H. K., Ross, E. D., Pierce, M. M., Baxa, U., Brachmann, A. and Shewmaker, F. (2004) Prion genetics: new rules for a new kind of gene. Annu Rev Genet. 38, 681-707

326. Wickner, R. В., Edskes, H. K., Shewmaker, F. and Nakayashiki, T. (2007) Prions of fungi: inherited structures and biological roles. Nat Rev Microbiol. 5, 611-618

327. Wickner, R. В., Shewmaker, F., Kryndushkin, D. and Edskes, H. K. (2008) Protein inheritance (prions) based on parallel in-register beta-sheet amyloid structures. Bioessays. 30, 955-964

328. Wickner, R. В., Taylor, K. L., Edskes, H. K., Maddelein, M. L., Moriyama, H. and Roberts, В. T. (2000) Prions of yeast as heritable amyloidoses. J Struct Biol. 130, 310-322

329. Wijman, J. G., de Leeuw, P. P., Moezelaar, R., Zwietering, M. H. and Abee, T. (2007) Air-liquid interface biofilms of Bacillus cereus: formation, sporulation, and dispersion. Appl Environ Microbiol. 73, 1481-1488

330. Williams, A. D., Portelius, E., Kheteipal, I., Guo, J. Т., Cook, K. D„ Xu, Y. and Wetzel, R. (2004) Mapping abeta amyloid fibril secondary structure using scanning proline mutagenesis. J Mol Biol. 335, 833-842

331. Wourms, J. P. (1972) The developmental biology of annual fishes. 3. Pre-embryonic and embryonic diapause of variable duration in the eggs of annual fishes. J Exp Zool. 182, 389-414

332. Xu, S., Bevis, B. and Amsdorf, M. F. (2001) The assembly of amyloidogenic yeast sup35 as assessed by scanning (atomic) force microscopy: an analogy to linear colloidal aggregation? Biophys J. 81, 446-454

333. Yoshida, K., Kuromitsu, Z., Ogawa, N., Ogawa, K. and Oshima, J. (1987) Phosphate metabolism and cellular regulation. In Microorganisms (Torrianigorini, A., ed.). pp. 49-55, American Society for Microbiology, Washington, USA

334. Yoshiike, Y., Minai, R., Matsuo, Y., Chen, Y. R., Kimura, T. and Takashima, A. (2008) Amyloid oligomer conformation in a group of natively folded proteins. PLoS One. 3, e3235

335. Zheng, J., Jang, H., Ma, B. and Nussinov, R. (2008) Annular structures as intermediates in fibril formation of Alzheimer Abetal7-42. J Phys Chem B. 112, 6856-6865

336. Zibaee, S., Makin, O. S., Goedert, M. and Serpell, L. C. (2007) A simple algorithm locates beta-strands in the amyloid fibril core of alpha-synuclein, Abeta, and tau using the amino acid sequence alone. Protein Sci. 16, 906-918

337. Zimmermann, O. and Hansmann, U. H. (2006) Support vector machines for prediction of dihedral angle regions. Bioinformatics. 22, 3009-3015

338. Zogaj, X., Bokranz, W., Nimtz, M. and Romling, U. (2003) Production of cellulose and curli fimbriae by members of the family Enterobacteriaceae isolated from the human gastrointestinal tract. Infect Immun. 71, 4151-4158

339. Галкин, А. П., Миронова, JI. H., Журавлева, Г. А. и Инге-Вечтомов, С. Г. (2006) Прионы дрожжей, амилоидозы млекопитающих и проблема протеомиых сетей. Генетика. 42, 1-13

340. Егоров, С. Н., Семенова,' И. Н. и Максимов, В. Н. (2000) Вестник Московского университета. 41, 355-357

341. Иванов, П. А. и Надеждина, Е. С. (2006) Стрессовые гранулы: РНП-содержащие цитоплазматические тельца, возникающие в ответ на стресс. Состав и механизмы формирования. Молекулярная биология. 40, 937-944

342. Калебина, Т. С. (1984) Диссертация на соискание степени кандидата биологических наук по теме: «Выделение и характеристика сериновой протеиназы Bacillus brevis, лизирующей-клетки дрожжей Candida utilis».

343. Калебина, Т. С., Нурминская, М. В., Сипин, Ч., Чертов, О. Ю., Руденская, Г. Н., Степанов, В. М. и Кулаев, И. С. (1994) Протеиназы с различной субстратной специфичностью в структурных исследованиях клеточной стенки дрожжей. Биоорг. химия. 20, 627-634

344. Калебина, Т. С., Плотникова, Т. А., Карпова, Е. В. и Кулаев, И. С. (2006) Новое фенотипическое проявление делеции гена глюкантрансферазы BGL2 клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Микробиология. 75, 717-719

345. Калебина, Т.С. и Кулаев И.С. (2001) Роль белков в формировании молекулярной структуры клеточной стенки дрожжей. Успехи биологической химии. 41, 105-130.

346. Кулаев, И. С., Вагабов, В. М. и Кулаковская, Т. В. (2005) Высокомолекулярные неорганические полифосфаты: биохимия, клеточная биология, биотехнология. Научный мир, Москва

347. Ландсберг, Г. С. (1957) Оптика, Москва

348. Лауринавичюте, Д. К., Бовин, Н. В., Насонов, В. В., Моренков, О. С., Калебина, Т. С. и Кулаев, И. С. (2000) Влияние нарушения гена BGL2 на структурные изменения в клеточной стенке дрожжей Saccharomyces cerevisiae Доклады Академии Наук. 372, 93-95

349. Миронов, В. JI. (2004) Основы сканирующей зондовой микроскопии. РАН Институт физики микроструктур, Нижний Новгород

350. Миронова, JI. Н., Гогинашвили, А. И. и Тер-Аванесян, М. Д. (2008) Биологические функции амилоидов: факты и гипотезы. Молекулярная биология. 42, 798-808

351. Плотникова, Т. А. (2006) Диссертация на соискание степени кандидата биологических наук по теме: «Bgl2p и Gaslp основные глюкантрансферазы, формирующие молекулярный ансамбль клеточной стенки дрожжей».

352. Шкундина, И. С. и Тер-Аванесян, М. Д. (2007) Прионы. Биохимия. 72, 15191536

Информация о работе

Горковский, Антон Александрович
кандидата биологических наук
Пущино, 2009
ВАК 03.00.04

Диссертация

Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Выявление и частичная характеристика белков клеточной стенки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающих свойствами амилоидов - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы