Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

Оценка размера фибрилл бета-амилоидного пептида с помощью 
динамического светорассеяния (DLS)
Орлов М.А.
Институт биофизики клетки Российской академии наук – обособленное подразделение 
ФГБУН «ФИЦ ПНЦ БИ РАН», Пущино, Россия
Бета-амилоид (Abeta) представляет собой короткий пептид, имеющий длину около 
40 пар аминокислотных остатков. Он является ведущим патологическим фактором 
наиболее распространенной формы нейродегенерации – болезни Альцгеймера. Abeta 
инициирует патогенез, в который далее вовлекаются изменения ассоциированного с 
микротрубочками тау-белка (MAPT), а также другие изменения в функционировании 
нейрона.
Abeta полиморфен, т.е. представлен в тканях мозга полипептидными цепями 
различной длины (важнейшими являются Abeta1-42 и Abeta1-40). При этом отдельные 
молекулы пептида могут объединяться как в нефибриллярные агрегаты, так и в фиб- 
риллы (характеризуются правильной периодичной структурой) различного размера, 
а также оставаться в олигомерной форме. Белок тау, в свою очередь, представлен 
связанной с микротрубочками формой, гидрофильной низкомолекулярной формой
и относительно нерастворимой филаментной формой. Примечательно, что даже незна-
чительного количества олигомерного (возможно также димерного) Abeta достаточно, 
чтобы запустить весь сложный патогенетический каскад.
В этой связи необходимо различать формы бета-амилоида, устанавливая их размер, 
молекулярную массу и фибриллярную либо нефибриллярную природу. Для установ-
ления размера и массы частиц белковой природы могут применяться различные 
биофизические методы, включая использованное нами динамическое светорассеяние 
(dynamic light scattering, DLS).
Молекулярные механизмы болезни Альцгеймера активно изучаются с использо-
ванием клеточных моделей, например, включающих культивирование в общей культу-
ральной среде нейральных клеток и клеток-продуцентов токсических форм Abeta 
или тау-белка [1]. При работе с клеточными моделями также применяется синтети-
ческий бета-амилоид, в данном случае Abeta1-42. Для того, чтобы перевести препарат
в фибриллярную форму, был использован протокол производителя, предусматри- 
вающий инкубацию при 37C на протяжении суток. Установлено, что подготовленный
препарат бета-амилоидного пептида содержал исключительно крупные фибриллы 
(тысячи и десятки тысяч молекул). Олигомерные формы не выявлены. Ожидаемые 
биологические эффекты подобного препарата не могут быть велики, что мы и наблю- 
дали при добавлении Abeta к нейрональной культуре. Вывод заключается в целесо-
образности использования генераторов ультразвука и других методов фрагментации 
фибрилл с целью получения наиболее активных олигомерных форм Abeta, а также 
последующей оценки размеров полученных частиц.
1. Klenyaeva A. N., Chuprov-Netochin R. N., Marusich E. I. et al. Development of mouse fibro- 
blast cell line expressing human tau protein and evaluation of tau-dependent cytotoxity
// Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology - 2014 -
V. 8(3). - p. 232–239. https://doi.org/10.1134/s1990747814020111.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
202