Copper(I) and Copper(II) Inhibit Aβ peptides proteolysis by insulin-degrading enzyme differently: Implications for metallostasis alteration in alzheimer's disease

Chemistry - A European Journal

Volumn 17, Issue 9, 2011, Pages 2752-2762

  Grasso, Giuseppe ^a   Pietropaolo, Adriana ^a   Spoto, Giuseppe ^a,b,c   Pappalardo, Giuseppe ^b   Tundo, Grazia Raffaella ^d,e   Ciaccio, Chiara ^d,e   Coletta, Massimo ^d,e   Rizzarelli, Enrico ^a,b,c  

^a UNIVERSITY OF CATANIA   (Italy)

^b CNR   (Italy)

^c Interuniversity Consortium   (Italy)

^d UNIVERSITY OF ROME TOR VERGATA   (Italy)

^e Interuniversity Consortium for the Research on the Chemistry of Metals in Biological Systems   (Italy)

Author keywords

copper; IDE; metalloenzymes; metals; zinc

Indexed keywords

ALZHEIMER'S DISEASE; BIO-MOLECULAR; COMPUTATIONAL INVESTIGATION; COPPER (II); ENZYMATIC ACTIVITIES; IDE; INHIBITORY EFFECT; INSULIN-DEGRADING ENZYMES; KINETIC STUDY; METAL HOMEOSTASIS; METALLO-PROTEASE; METALLOENZYMES; MOLECULAR BASIS; MONOVALENT CATIONS; NORMAL CONDITION; PEPTIDE FRAGMENTS; SUBSTRATE MODIFICATIONS;

DEGRADATION; ENZYME ACTIVITY; ENZYME INHIBITION; ENZYMES; INSULIN; INTEGRODIFFERENTIAL EQUATIONS; MASS SPECTROMETRY; METAL IONS; METALS; NEURODEGENERATIVE DISEASES; PEPTIDES; SUBSTRATES; ZINC; ZINC COMPOUNDS;

COPPER;

ALUMINUM; AMYLOID BETA PROTEIN; COPPER; CYSTEINE; INSULINASE; SILVER; ZINC;

ALGORITHM; ALZHEIMER DISEASE; ARTICLE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; DRUG EFFECT; GENETICS; HUMAN; METABOLISM; PATHOLOGY; SEQUENCE HOMOLOGY;

ALGORITHMS; ALUMINUM; ALZHEIMER DISEASE; AMYLOID BETA-PEPTIDES; COMPUTER SIMULATION; COPPER; CYSTEINE; HUMANS; INSULYSIN; SEQUENCE HOMOLOGY, AMINO ACID; SILVER; ZINC;

EID: 79951786420     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201002809     Document Type: Article

References (63)

1. D. A. Butterfield, T. Reed, S. F. Newman, R. Sultana, Free Radical Biol. Med. 2007, 43, 658-677.
2. K. N. Dahlgren, A. M. Manelli, W. B., Jr. Stine, L. K. Baker, G. A. Kraft, M. J. LaDu, J. Biol. Chem. 2002, 277, 32046-32053.
3. W. Q. Qiu, D. M. Walsh, Z. Ye, K. Vekrellis, J. Zhang, M. B. Podlisny, M. R. Rosner, A. Safavi, L. B. Hersh, D. J. Selkoe, J. Biol. Chem. 1998, 273, 32730-32738.
4. S. Bolognin, L. Messori, P. Zatta, Neuromol. Med. 2009, 11, 223-238.
5. R. J. P. Williams, Inorg. Chim. Acta 2003, 356, 27-40.
6. A. I. Bush, R. E. Tanzi, Neurotherapeutics 2008, 5, 421-432.
7. S. L. Sensi, P. Paoletti, A. I. Bush, I. Sekler, Nat. Rev. Neurosci. 2009, 10, 780-791.
8. Y. H. Hung, A. I. Bush, R. A. Cherny, J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 15, 61-76.
9. P. J. Crouch, K. J. Barnham, A. I. Bush, A. R. White, Drug News Perspect. 2006, 19, 469-474.
10. G. Filiz, K. A. Price, A. Caragounis, T. Du, P. J. Crouch, A. R. White, Eur. Biophys. J. 2008, 37, 315-321.
11. T. Borchardt, J. Camakaris, R. Cappai, C. L. Masters, K. Beyreuther, G. Multhaup, Biochem. J. 1999, 344, 461-467.
12. T. A. Bayer, S. Schäfer, A. Simons, A. Kemmling, T. Kamer, R. Tepests, A. Eckert, K. Schüssel, O. Eikenberg, C. Sturchler-Pierrat, D. Abramowski, M. Staufenbiel, G. Multhaup, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 14187-14192.
13. A. L. Phinney, B. Drisaldi, S. D. Schmidt, S. Lugowski, V. Coronado, Y. Liang, P. Horne, J. Yang, J. Sekoulidis, J. Coomaraswamy, M. A. Chishti, D. W. Cox, P. M. Mathews, R. A. Nixon, G. A. Carlson, P. St George-Hyslop, D. Westaway, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 14193-14198.
14. R. A. Barrea, D. Chen, T. C. Irving, P. Q. Dou, J. Cell. Biochem. 2009, 108, 96-105.
15. E. Malito, R. E. Hulseb, W. J. Tang, Cell. Mol. Life Sci. 2008, 65, 2574-2585.
16. G. Grasso, E. Rizzarelli, G. Spoto, J. Mass Spectrom. 2009, 44, 735-741.
17. P. J. Crouch, D. J. Tew, T. Du, D. N. Nguyen, A. Caragounis, G. Filiz, R. E. Blake, I. A. Trounce, C. P. W. Soon, K. Laughton, K. A. Perez, Q.-X. Li, R. A. Cherny, C. L. Masters, K. J. Barnham, A. R. White, J. Neurochem. 2009, 108, 1198-1207.
18. A. R. White, T. Du, K. M. Laughton, I. Volitakis, R. A. Sharples, M. E. Xilinas, D. E. Hoke, R. M. Holsinger, G. Evin, R. A. Cherny, A. F. Hill, K. J. Barnham, Q. X. Li, A. I. Bush, C. L. Masters, J. Biol. Chem. 2006, 281, 17670-17680.
19. P. J. Crouch, L. W. Hung, P. A. Adlard, M. Cortes, V. Lal, G. Filiz, K. A. Perez, M. Nurjono, A. Caragounis, T. Du, K. Laughton, I. Volitakis, A. I. Bush, Q. X. Li, C. L. Masters, R. Cappai, R. A. Cherny, P. S. Donnelly, A. R. White, K. J. Barnham, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 381-386.
20. L. B. Hersh, Cell. Mol. Life Sci. 2006, 63, 2432-2434.
21. J. A. Lynch, A. M. George, P. B. Eisenhauer, K. Conn, W. Gao, I. Carreras, J. M. Wells, A. McKee, M. D. Ullman, R. E. Fine, J. Neurosci. Res. 2006, 83, 1262-1270.
22. W.-L. Kuo, B. D. Gehm, M. R. Rosner, W. Li, G. Keller, J. Biol. Chem. 1994, 269, 22599-22606.
23. W. Farris, M. A. Leissring, M. L. Hemming, A. Y. Chang, D. Selkoe, Biochemistry 2005, 44, 6513-6525.
24. J. A. Luchsinger, M.-X. Tang, S. Shea, R. Mayeux, Neurology 2004, 63, 1187-1192.
25. J. S. Miners, S. Baig, H. Tayler, P. G. Kehoe, S. Love, J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2009, 68, 902-914.
26. Y. Shen, A. Joachimiak, M. R. Rosner, W. J. Tang, Nature 2006, 443, 870-874.
27. A. B. Becker, R. A. Roth, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1992, 89, 3835-3839.
28. W. Q. Qiu, M. F. Folstein, Neurobiol. Aging 2006, 27, 190-198.
29. E. Malito, L. A. Ralat, M. Manolopoulou, J. L. Tsay, N. L. Wadlington, W. J. Tang, Biochemistry 2008, 47, 12822-12834.
30. M. Neant-Fery, R. D. Garcia-Ordoñez, T. P. Logan, D. J. Selkoe, L. Li, L. Reinstatler, M. A. Leissring, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 9582-9587.
31. L. A. Ralat, M. Ren, A. B. Schilling, W. Tang, J. Biol. Chem. 2009, 284, 34005-34018.
32. C. M. Cordes, R. G. Bennett, G. L. Siford, F. G. Hamel, Biochem. Pharmacol. 2009, 77, 1064-1073.
33. C. Ciaccio, G. F. Tundo, G. Grasso, G. Spoto, D. Marasco, M. Ruvo, S. Marini, E. Rizzarelli, M. Coletta, J. Mol. Biol. 2009, 385, 1556-1567.
34. G. Grasso, E. Rizzarelli, G. Spoto, Biochim. Biophys. Acta 2008, 1784, 1122-1126.
35. S. C. Graham, C. S. Bond, H. C. Freeman, J. M. Guss, Biochemistry 2005, 44, 13820-13836.
36. M. Rõzga, A. M. Protas, A. Jabonowska, M. Dadlez, W. Bal, Chem. Commun. 2009, 1374-1376.
37. R. E. Tanzi, R. D. Moir, S. L. Wagner, Neuron 2004, 43, 605-608.
38. E. Gaggelli, H. Kozlowski, D. Valensin, G. Valensin, Chem. Rev. 2006, 106, 1995-2004.
39. Q. Guo, M. Manolopoulou, Y. Bian, A. B. Schilling, W. J. Tang, J. Mol. Biol. 2010, 395, 430-443.
40. C. A. Damante, K. Osz, Z. Nagy, G. Pappalardo, G. Grasso, G. Impellizzeri, E. Rizzarelli, I. Sovago, Inorg. Chem. 2008, 47, 9669-9683.
41. C. A. Damante, K. Osz, Z. Nagy, G. Pappalardo, G. Grasso, G. Impellizzeri, E. Rizzarelli, I. Sovago, Inorg. Chem. 2009, 48, 10405-10415.
42. J. Zhao, L. Li, M. A Leissring, Mol. Neurodegener. 2009, 4, 4.
43. F. A. Cotton, G. Wilkinson, in Advanced Inorganic Chemistry: A Comprehensive Text, 4 th ed., Wiley, New York, 1980.
44. G. Grasso, E. Rizzarelli, G. Spoto, J. Mass Spectrom. 2007, 42, 1590-1598.
45. H. C. Liang, E. Kim, C. D. Incarvito, A. L. Rheingold, K. D. Karlin, Inorg. Chem. 2002, 41, 2209-2212.
46. H. Im, M. Manolopoulou, E. Malito, Y. Shen, J. Zhao, M. Neant-Fery, C. Y. Sun, S. C. Meredith, S. S. Sisodia, M. A. Leissring, W. J. Tang, J. Biol. Chem. 2007, 282, 25453-25463.
47. S. C. Hoops, K. W. Anderson, K. M. Merz, Jr., J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8262-8270.
48. J. C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802.
49. W. L. Jorgensen, J. Chandrasekhar, J. D. Madura, R. W. Impey, M. L. Klein, J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935.
50. J. F. Fuchs, H. Nedev, D. Poger, M. Ferrand, V. Brenner, J. P. Dognon, S. J. Crouzy, Comput. Chem. 2006, 27, 837-856.
51. F. Arnesano, L. Banci, I. Bertini, D. L. Huffman, T. V. O'Halloran, Biochemistry 2001, 40, 1528-1539.
52. T. Darden, D. York, L. Pedersen, J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
53. A. Shevchenko, Anal. Biochem. 2001, 296, 279-283.
54. A. Perez, L. Morelli, J. C. Cresto, E. M. Castano, Neurochem. Res. 2000, 25, 247-255.
55. M. Rõzga, W. Bal, Chem. Res. Toxicol. 2010, 23, 298-308.
56. J. Danielsson, R. Pierattelli, L. Banci, A. Graslund, FEBS J. 2007, 274, 46-59.
57. V. Minicozzi, F. Stellato, M. Comai, M. Dalla Serra, C. Potrich, W. Meyer-Klaucke, S. Morante, J. Biol. Chem. 2008, 283, 10784-10792.
58. T. Miura, K. Suzuki, N. Kohata, H. Takeuchi, Biochemistry 2000, 39, 7024-7031.
59. S. A. Kozin, S. Zirah, S. Rebuffat, G. Hui Bon Hoa, P. Debey, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 285, 959-964.
60. R. E. Llovera, M. deTullio, L. G. Alonso, M. A. Leissring, S. B. Kaufman, A. E. Roher, G. dePratGay, L. Morelli, E. M. Castano, J. Biol. Chem. 2008, 283, 17039-17048.
61. R. P. Bora, M. Ozbil, R. Prabhakar, J. Biol. Inorg. Chem. 2010, 15, 485-495.
62. R. P. Bora, R. Prabhakar, Biochemistry 2010, 49, 3947-3956.
63. O. Amata, T. Marino, N. Russo, M. Toscano, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14804-14811.