Structural evolution of Iowa mutant β-amyloid fibrils from polymorphic to homogeneous states under repeated seeded growth

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 11, 2011, Pages 4018-4029

  Qiang, Wei ^a   Yau, Wai Ming ^a   Tycko, Robert ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE OF DIABETES AND DIGESTIVE AND KIDNEY DISEASES   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALZHEIMER'S DISEASE; AMYLOID FIBRIL; AMYLOID FIBRIL FORMATION; FIBRIL STRUCTURE; FLUORESCENCE ENHANCEMENT; GROWTH CONDITIONS; HIGHLY SENSITIVE; HOMOGENEOUS STATE; INITIAL STATE; MINOR COMPONENTS; POLYMORPHIC STATE; SEEDED GROWTH; SHEET STRUCTURE; SOLID-STATE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; STRUCTURAL EVOLUTION; STRUCTURAL VARIATIONS; TEM; THIOFLAVIN T;

FLUORESCENCE; GLYCOPROTEINS; MATHEMATICAL MODELS; POLYPEPTIDES; RESONANCE; SEED; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE;

AMYLOID BETA PROTEIN; POLYPEPTIDE; THIOFLAVINE;

AGITATION; ARTICLE; CONTROLLED STUDY; DNA POLYMORPHISM; FLUORESCENCE; GENE MUTATION; KINETICS; MOLECULAR EVOLUTION; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PH; PROTEIN STRUCTURE; SOLID STATE; THERMODYNAMICS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

AMINO ACID SEQUENCE; AMYLOID BETA-PEPTIDES; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; KINETICS; MICROSCOPY, ELECTRON, TRANSMISSION; MOLECULAR SEQUENCE DATA; MUTATION; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PROTEIN CONFORMATION; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE; THERMODYNAMICS; THIAZOLES;

EID: 79952754330     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja109679q     Document Type: Article

References (56)

1. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z. H.; Yau, W. M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262
2. Meyer-Luehmann, M. Science 2006, 313, 1781
3. Paravastu, A. K.; Qahwash, I.; Leapman, R. D.; Meredith, S. C.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 7443
4. Paravastu, A. K.; Leapman, R. D.; Yau, W. M.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 18349
5. Petkova, A. T.; Yau, W. M.; Tycko, R. Biochemistry 2006, 45, 498
6. Petkova, A. T.; Buntkowsky, G.; Dyda, F.; Leapman, R. D.; Yau, W. M.; Tycko, R. J. Mol. Biol. 2004, 335, 247
7. Kodali, R.; Williams, A. D.; Chemuru, S.; Wetzel, R. J. Mol. Biol. 2010, 401, 503
8. Pedersen, J. S.; Dikov, D.; Flink, J. L.; Hjuler, H. A.; Christiansen, G.; Otzen, D. E. J. Mol. Biol. 2006, 355, 501
9. Debelouchina, G. T.; Platt, G. W.; Bayro, M. J.; Radford, S. E.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10414
10. Toyama, B. H.; Kelly, M. J. S.; Gross, J. D.; Weissman, J. S. Nature 2007, 449, 233
11. Heise, H.; Hoyer, W.; Becker, S.; Andronesi, O. C.; Riedel, D.; Baldus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15871
12. Kodali, R.; Wetzel, R. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 48
13. Ostapchenko, V. G.; Sawaya, M. R.; Makarava, N.; Savtchenko, R.; Nilsson, K. P. R.; Eisenberg, D.; Baskakov, I. V. J. Mol. Biol. 2010, 400, 908
14. Verel, R.; Tomka, I. T.; Bertozzi, C.; Cadalbert, R.; Kammerer, R. A.; Steinmetz, M. O.; Meier, B. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5842
15. Luca, S.; Yau, W. M.; Leapman, R.; Tycko, R. Biochemistry 2007, 46, 13505
16. Paravastu, A. K.; Petkova, A. T.; Tycko, R. Biophys. J. 2006, 90, 4618
17. Tomiyama, T.; Nagata, T.; Shimada, H.; Teraoka, R.; Fukushima, A.; Kanemitsu, H.; Takuma, H.; Kuwano, R.; Imagawa, M.; Ataka, S.; Wada, Y.; Yoshioka, E.; Nishizaki, T.; Watanabe, Y.; Mori, H. Ann. Neurol. 2008, 63, 377
18. Kumar-Singh, S.; Julliams, A.; Nuydens, R.; Ceuterick, C.; Labeur, C.; Serneels, S.; Vennekens, K.; Van Osta, P.; Geerts, H.; De Strooper, B.; Van Broeckhoven, C. Neurobiol. Dis. 2002, 11, 330
19. Miravalle, L.; Tokuda, T.; Chiarle, R.; Giaccone, G.; Bugiani, O.; Tagliavini, F.; Frangione, B.; Ghiso, J. J. Biol. Chem. 2000, 275, 27110
20. Melchor, J. P.; McVoy, L.; Van Nostrand, W. E. J. Neurochem. 2000, 74, 2209
21. Davis, J.; VanNostrand, W. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, 93, 2996
22. Fraser, P. E.; Nguyen, J. T.; Inouye, H.; Surewicz, W. K.; Selkoe, D. J.; Podlisny, M. B.; Kirschner, D. A. Biochemistry 1992, 31, 10716
23. Sciarretta, K. L.; Gordon, D. J.; Petkova, A. T.; Tycko, R.; Meredith, S. C. Biochemistry 2005, 44, 6003
24. Grabowski, T. J.; Cho, H. S.; Vonsattel, J. P. G.; Rebeck, G. W.; Greenberg, S. M. Ann. Neurol. 2001, 49, 697
25. Van Nostrand, W. E.; Melchor, J. P.; Cho, H. S.; Greenberg, S. M.; Rebeck, G. W. J. Biol. Chem. 2001, 276, 32860
26. Tycko, R.; Sciarretta, K. L.; Orgel, J.; Meredith, S. C. Biochemistry 2009, 48, 6072
27. Benzinger, T. L. S.; Gregory, D. M.; Burkoth, T. S.; Miller-Auer, H.; Lynn, D. G.; Botto, R. E.; Meredith, S. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13407
28. Der-Sarkissian, A.; Jao, C. C.; Chen, J.; Langen, R. J. Biol. Chem. 2003, 278, 37530
29. Chan, J. C. C.; Oyler, N. A.; Yau, W. M.; Tycko, R. Biochemistry 2005, 44, 10669
30. Antzutkin, O. N.; Balbach, J. J.; Leapman, R. D.; Rizzo, N. W.; Reed, J.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13045
31. Balbach, J. J.; Petkova, A. T.; Oyler, N. A.; Antzutkin, O. N.; Gordon, D. J.; Meredith, S. C.; Tycko, R. Biophys. J. 2002, 83, 1205
32. Torok, M.; Milton, S.; Kayed, R.; Wu, P.; McIntire, T.; Glabe, C. G.; Langen, R. J. Biol. Chem. 2002, 277, 40810
33. Antzutkin, O. N.; Leapman, R. D.; Balbach, J. J.; Tycko, R. Biochemistry 2002, 41, 15436
34. Shewmaker, F.; Wickner, R. B.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 19754
35. Baxa, U.; Wickner, R. B.; Steven, A. C.; Anderson, D. E.; Marekov, L. N.; Yau, W. M.; Tycko, R. Biochemistry 2007, 46, 13149
36. Cobb, N. J.; Sonnichsen, F. D.; McHaourab, H.; Surewicz, W. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18946
37. Wickner, R. B.; Dyda, F.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 2403
38. Tycko, R.; Savtchenko, R.; Ostapchenko, V. G.; Makarava, N.; Baskakov, I. V. Biochemistry 2010, 49, 9488
39. Lansbury, P. T.; Costa, P. R.; Griffiths, J. M.; Simon, E. J.; Auger, M.; Halverson, K. J.; Kocisko, D. A.; Hendsch, Z. S.; Ashburn, T. T.; Spencer, R. G. S.; Tidor, B.; Griffin, R. G. Nat. Struct. Biol. 1995, 2, 990
40. Balbach, J. J.; Ishii, Y.; Antzutkin, O. N.; Leapman, R. D.; Rizzo, N. W.; Dyda, F.; Reed, J.; Tycko, R. Biochemistry 2000, 39, 13748
41. Sawaya, M. R.; Sambashivan, S.; Nelson, R.; Ivanova, M. I.; Sievers, S. A.; Apostol, M. I.; Thompson, M. J.; Balbirnie, M.; Wiltzius, J. J. W.; McFarlane, H. T.; Madsen, A. O.; Riekel, C.; Eisenberg, D. Nature 2007, 447, 453
42. Chen, B.; Thurber, K. R.; Shewmaker, F.; Wickner, R. B.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 14339
43. Ishii, Y. J. Chem. Phys. 2001, 114, 8473
44. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Griffiths, J. M.; Zhen, W. G.; Lansbury, P. T.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9463
45. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Auger, M.; Lakshmi, K. V.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6951
46. Tycko, R. J. Chem. Phys. 2007, 126
47. Petkova, A. T.; Tycko, R. J. Magn. Reson. 2002, 155, 293
48. Biancalana, M.; Makabe, K.; Koide, A.; Koide, S. J. Mol. Biol. 2009, 385, 1052
49. Sabate, R.; Lascu, I.; Saupe, S. J. J. Struct. Biol. 2008, 162, 387
50. Wu, C.; Wang, Z. X.; Lei, H. X.; Zhang, W.; Duan, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1225
51. Wu, C.; Wang, Z. X.; Lei, H. X.; Duan, Y.; Bowers, M. T.; Shea, J. E. J. Mol. Biol. 2008, 384, 718
52. Collins, S. R.; Douglass, A.; Vale, R. D.; Weissman, J. S. PLoS Biol. 2004, 2, 1582
53. Knowles, T. P. J.; Waudby, C. A.; Devlin, G. L.; Cohen, S. I. A.; Aguzzi, A.; Vendruscolo, M.; Terentjev, E. M.; Welland, M. E.; Dobson, C. M. Science 2009, 326, 1533
54. Smith, J. F.; Knowles, T. P. J.; Dobson, C. M.; MacPhee, C. E.; Welland, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15806
55. Wishart, D. S.; Bigam, C. G.; Holm, A.; Hodges, R. S.; Sykes, B. D. J. Biomol. NMR 1995, 5, 67
56. Koradi, R.; Billeter, M.; Wuthrich, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 51