Molecular mechanisms of membrane disruption induced by early-stage aggregation of beta-amyloid peptides

β-淀粉样肽早期聚集诱导膜破坏的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    10319959
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.65万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2024-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary Because of the recent failures in the development of anti-amyloid therapeutic strategies for curing Alzheimer's disease (AD), it is prompt to re-evaluate the existing amyloid cascade hypothesis from all possible aspects. Among all these efforts, biophysical and structural characterizations of β-amyloid aggregates in in- vitro model systems, especially the works that involve the high-resolution solid-state nuclear magnetic resonance (ssNMR) spectroscopy, provide invaluable information from the fundamental sides. However so far, most of these high-resolution works have been focused on the atomic structures of either amyloid fibrils or non- fibrillar aggregates. Very little high-resolution studies have been performed to directly probe the cellular membrane disruption effects induced by the aggregation process of β-amyloid peptides, which are potentially associated with the neurotoxicity mechanisms of the β-amyloid aggregates. A major challenge that prevented the high-resolution studies of β-amyloid-peptide-induced membrane disruption effects in model systems was the heterogeneity, which usually involved co-existence of multiple membrane disruption pathways with mixed intermediate structures. This proposal attempts to solve this problem by generating model systems with distinct predominant membrane disruption effects. These model systems, which contain different β amyloid aggregates and phospholipid liposomes, are characterized by distinct time-dependent membrane disruption features and structurally homogeneous endpoints. Therefore, they can be studied individually in terms of their membrane disruption effects using high-resolution ssNMR approaches. The outcomes of this proposal, if successful, will provide crucial insights on the high-resolution molecular interactions between β amyloid aggregates and membranes that are responsible to the membrane disruption. These information help to explain the neuronal cellular toxicity of β-amyloid aggregates, which further contribute to the re-evaluation of amyloid cascade hypothesis.
项目摘要 由于最近的抗淀粉样疗法治疗策略的发展失败 阿尔茨海默氏病(AD),促使人们从所有可能的情况下重新评估现有的淀粉样蛋白级联假设 方面。在所有这些努力中,β-淀粉样蛋白聚集体的生物物理和结构特征 体外模型系统,尤其是涉及高分辨率固态核磁的作品 共振(SSNMR)光谱法提供了来自基本方面的宝贵信息。但是到目前为止 这些高分辨率作品中的大多数都集中在淀粉样蛋白原纤维或非 - 的原子结构上 纤维骨料。几乎没有进行高分辨率研究以直接探测细胞 由β-淀粉样肽的聚集过程引起的膜破坏作用,这可能是 与β-淀粉样蛋白聚集体的神经毒性机制相关。 一项主要挑战,阻止了对β-淀粉样蛋白诱导的膜的高分辨率研究 模型系统中的破坏效应是异质性,通常涉及多重的共存 具有混合中间结构的膜破坏途径。该建议试图解决这个问题 通过生成具有不同主要膜破坏效应的模型系统来解决问题。这些模型 包含不同β淀粉样蛋白聚集体和磷脂脂质体的系统的特征是 独特的时间依赖性膜破坏特征和结构均匀的终点。所以, 它们可以使用高分辨率SSNMR来单独研究其膜破坏效果 方法。 如果成功的话,该提案的结果将提供有关高分辨率的关键见解 负责膜的β淀粉样蛋白聚集体和膜之间的分子相互作用 破坏。这些信息有助于解释β-淀粉样蛋白聚集体的神经元细胞毒性,该毒性是 进一步有助于重新评估淀粉样蛋白级联假设。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Application of DNP-enhanced solid-state NMR to studies of amyloid-β peptide interaction with lipid membranes.
  • DOI:
    10.1016/j.chemphyslip.2021.105071
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Deo T;Cheng Q;Paul S;Qiang W;Potapov A
  • 通讯作者:
    Potapov A
Early stage β-amyloid-membrane interactions modulate lipid dynamics and influence structural interfaces and fibrillation.
  • DOI:
    10.1016/j.jbc.2022.102491
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Kenyaga, June M.;Cheng, Qinghui;Qiang, Wei
  • 通讯作者:
    Qiang, Wei
N-Terminal Modified Aβ Variants Enable Modulations to the Structures and Cytotoxicity Levels of Wild-Type Aβ Fibrils through Cross-Seeding.
  • DOI:
    10.1021/acschemneuro.0c00316
  • 发表时间:
    2020-07-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Hu ZW;Au DF;Cruceta L;Vugmeyster L;Qiang W
  • 通讯作者:
    Qiang W
Model Phospholipid Liposomes to Study the β-Amyloid-Peptide-Induced Membrane Disruption.
Time-Dependent Lipid Dynamics, Organization and Peptide-Lipid Interaction in Phospholipid Bilayers with Incorporated β-Amyloid Oligomers.
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    $ 27.65万
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