Polyoxometallate als wirksame Nano-Inhibitoren der Amyloid-Aggregation des pro-inflammatorischen Proteins S100A9, das an neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt ist

Titel	Polyoxometallate als wirksame Nano-Inhibitoren der Amyloid-Aggregation des pro-inflammatorischen Proteins S100A9, das an neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt ist
Autoren	Himanshu Chaudhary, Igor A. Iashchishyn, Nina V. Romanova, Mark A. Rambaran, Greta Musteikyte, Vytautas Smirnovas, Michael Holmboe, C. André Ohlin, Željko M. Svedružić, Ludmilla A. Morozova-Roche
Zeitschrift	ACS Angewandte Materialien und Grenzflächen
Datum	06/03/2021
DOI	10.1021/acsami.1c04163
Einführung	Das S100A9-Protein, das für seine entzündungsfördernden und amyloidogenen Eigenschaften bekannt ist, spielt eine Schlüsselrolle in der Amyloid-Neuroinflammationskaskade, die mit neurodegenerativen Erkrankungen einhergeht. Polyoxometallate (POM), eine Klasse verschiedener Nanomaterialien, haben das Potenzial gezeigt, die Amyloidbildung zu hemmen. Unsere Studie zeigt, dass zwei spezifische nanoskalige Niob-POMs, Nb 10 und TiNb 9, die Bildung von S100A9-Amyloid deutlich hemmen. Durch die Analyse der ThT-Fluoreszenzkinetik konnten wir feststellen, dass sowohl Nb 10 als auch TiNb 9 die Geschwindigkeit und Menge der S100A9-Amyloidbildung wirksam reduzieren. Die Rasterkraftmikroskopie bestätigte, dass in Gegenwart der POMs keine länglichen Fibrillen und nur kleine Aggregate vorhanden waren. Molekulardynamiksimulationen zeigten, dass diese POMs mit dem S100A9-Homodimer interagieren, indem sie ionische Bindungen mit positiv geladenen Lys-reichen Patches bilden. Trotz der POM-Bindung bleibt die intrinsische Trp 88-Umgebung unverändert, und es wurden keine signifikanten Veränderungen der Sekundär- oder Tertiärstrukturen von S100A9 beobachtet. Die lokalen Konformationsänderungen an den Bindungsstellen lassen auf eine gezielte Interaktion schließen. Bindungsstudien ergaben einen Kd-Wert von etwa 2,5 μM für die Interaktion von POM mit S100A9. Die Region zwischen Lys 50 und Lys 54, die für die Amyloidbildung anfällig ist, scheint für die Selbstorganisation von S100A9 entscheidend zu sein. Diese Ergebnisse schlagen POMs als therapeutischen Ansatz für die Beeinflussung von Amyloidwegen bei neurodegenerativen Erkrankungen vor.
Zitat	Himanshu Chaudhary, Igor A. Iashchishyn, Nina V. Romanova et al. Polyoxometalates as Effective Nano-inhibitors of Amyloid Aggregation of Pro-inflammatory S100A9 Protein Involved in Neurodegenerative Diseases. ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. Vol. 13(23):26721-26734. DOI: 10.1021/acsami.1c04163
Element	Niobium (Nb) , Titan (Ti)
Materialien	Nanokompositen
Themen	Nanotechnologie und Nanomaterialien
Industrie	Pharmazeutische Industrie

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