Aggregation des Amyloid-β-Peptids : Einfluss von Fluorophoren, Aggregationskinetik und Thermostabilität der Aggregate

Abstract

Oligomere spielen eine zentrale Rolle bei der als Keimbildungsprozess beschriebenen Bildung von Amyloidfibrillen. In dieser Arbeit wurde erstens mit Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie der Einfluss kovalent gebundener Fluorophore auf die Oligomergrößenverteilungen des Alzheimer-Peptids Aβ40 analysiert und gezeigt, dass hydrophobe Wechselwirkungen der Fluorophore das Auftreten großer Oligomere induzieren, während die Aβ40-Aggregation selbst vermittels kleiner Oligomere verläuft. Eine Bestimmung der Keimbildungsgrößen der Alzheimer-Peptide Aβ40 und Aβ42 und der Varianten E22P und G37P mit ThT Assays ergab zweitens als Primärkeim für Aβ40 ein fibrilläres Dimer und für Aβ42 ein Monomer, bei insgesamt für beide Peptide dominierender Sekundärkeimbildung, und eine Selbst-Inhibition bei hohen Konzentrationen für Aβ40. Die Prolinmutationen beeinflussten vor allem die Primärkeimbildung. Drittens wurden erstmals Aβ-Lösungen mit Flüssigkeits-FDSC untersucht.

Oligomers play a central role within the aggregation process of amyloid fibrils, which is often described as nucleation-and-growth mechanism. In this thesis the effect of covalently bound fluorophores on the size distributions of the oligomers of the Alzheimer peptide Aβ40 was studied using single-molecule fluorescence spectroscopy. High molecular weight oligomers could be related to hydrophobic interactions of the dyes. Only small oligomers participated in the aggregation process itself. The nucleation parameters for the Alzheimers peptids Aβ40 and Aβ42 and their variants E22P and G37P were determined by ThT Assays, which revealed a β-dimer als critical nucleus for Aβ40 and a monomer for Aβ42 as well as an overall dominating secondary nucleation and a self-inhibition of Aβ40 aggregation at high concentrations. The proline mutations affected mainly primary nucleation. Also possibilities and limitations of liquid FDSC were tested and first measurements on Aβ solutions taken.