Cinética y termodinámica específicas de polimorfismo del crecimiento de las fibrillas β-amiloides

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• La biofísica es la biofísica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Las fibrillas amiloides, particularmente las de beta amiloide (Aβ(1-40)), son conocidas por su polimorfismo estructural.
• Las propiedades físicas y las estabilidades termodinámicas de los diferentes polimorfos de fibrillas Aβ 1-40 no se comprenden completamente.
• Los modelos estructurales para dos distintos polimorfos Aβ{1-40) están disponibles a partir de estudios de resonancia magnética nuclear (RMN) en estado sólido.

Objetivo del estudio:

• Investigar y comparar la cinética de crecimiento y las estabilidades termodinámicas de dos polimorfas fibrilares Aβ{1-40) específicas.
• Para aclarar la relación entre las diferencias estructurales y las propiedades funcionales de estos polimorfos.
• Comprender los factores que influyen en el predominio de ciertos polimorfos bajo diferentes condiciones.

Principales métodos:

• Las tasas de alargamiento y contracción de las fibrillas sembradas se midieron utilizando microscopía de fuerza atómica (AFM).
• La concentración de Aβ soluble ((1-40) en cuasi equilibrio se determinó a partir de las velocidades cinéticas y se confirmó con mediciones de absorbancia ultravioleta.
• Se utilizó RMN de estado sólido para monitorear la interconversión entre polimorfos a 24 °C.
• Se evaluaron las tasas de fragmentación bajo fuerzas de corte.

Principales resultados:

• A 24 °C, los dos polimorfos mostraron diferentes cinéticas de alargamiento / contracción pero estabilidades termodinámicas similares; el polimorfo agitado (A) fue más estable que el polimorfo quiescente (Q).
• A 37 °C, las diferencias cinéticas disminuyeron y las estabilidades termodinámicas aumentaron significativamente para ambos polimorfos.
• Los datos de AFM apoyaron un modelo de crecimiento de fibrillas intermitente.
• El polimorfo A se fragmentó a tasas significativamente diferentes en comparación con el polimorfo Q bajo tensión de cizallamiento.

Conclusiones:

• Las propiedades cinéticas y termodinámicas varían significativamente entre los polimorfos de fibrillas Aβ(1-40), influenciados por la temperatura.
• La mayor estabilidad y el distinto comportamiento de fragmentación del polimorfo agitado (A) contribuyen a su prevalencia en condiciones de crecimiento agitado.
• Comprender las propiedades específicas de los polimorfos es crucial para descifrar la formación de fibrillas amiloides y sus implicaciones.