Karakteriserer individuelle protein aggregater av infrarød Nanospectroscopy og Atomic Force mikroskopi

Fenomenet protein misfolding og aggregering resulterer i dannelsen av svært heterogene protein aggregater, som er forbundet med nevrodegenerative forhold som Alzheimers og Parkinsons sykdommer. Spesielt lav molekylvekt aggregater, amyloid oligomers, har vist å ha generiske cytotoksisk egenskaper og er innblandet som nervegifter i mange former for demens. Vi illustrerer bruken av metoder basert på Atomic Force mikroskopi (AFM) for å ta opp den utfordrende oppgaven med å karakteriserer de morfologiske, strukturelle og kjemiske egenskapene til disse aggregater, som er vanskelig å studere ved hjelp av konvensjonelle strukturelle metoder eller bulk Biofysiske metoder på grunn av deres heterogenitet og forbigående natur. Skanning sonde mikroskopi tilnærminger er nå i stand til å undersøke morfologi av amyloid aggregater med sub-nanometer oppløsning. Vi viser her at infrarød (IR) nanospectroscopy (AFM-IR), som samtidig utnytter den høye oppløsningen av AFM og kjemisk anerkjennelse makt IR spektroskopi, kan gå videre og aktivere karakterisering av de strukturelle egenskapene til individuelle protein aggregater, og dermed gi innsikt i aggregering mekanismer. Siden tilnærmingen som vi beskriver kan brukes også til undersøkelser av interaksjoner av protein forsamlinger med små molekyler og antistoffer, kan det levere grunnleggende informasjon for å utvikle nye terapeutiske forbindelser å diagnostisere eller behandle nevrodegenerative lidelser.