Role of metal ions in the self-assembly of the Alzheimer's amyloid-β peptide

Inorganic Chemistry

Volumn 52, Issue 21, 2013, Pages 12193-12206

  Faller, Peter ^a   Hureau, Christelle ^b   Berthoumieu, Olivia ^b  

^a LCC LABORATOIRE DE CHIMIE DE COORDINATION   (France)

^b UNIVERSITÉ PAUL SABATIER   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMYLOID; AMYLOID BETA PROTEIN; COPPER; ZINC;

ALZHEIMER DISEASE; ARTICLE; CHEMISTRY; HUMAN; METABOLISM; PATHOLOGY; PH;

ALZHEIMER DISEASE; AMYLOID; AMYLOID BETA-PEPTIDES; COPPER; HUMANS; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; ZINC;

EID: 84887048150     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic4003059     Document Type: Article

References (120)

1. Holtzman, D. M.; Morris, J. C.; Goate, A. M. Sci. Transl. Med. 2011, 3, 77sr1
2. Kuperstein, I.; Broersen, K.; Benilova, I.; Rozenski, J.; Jonckheere, W.; Debulpaep, M.; Vandersteen, A.; Segers-Nolten, I.; Van Der Werf, K.; Subramaniam, V.; Braeken, D.; Callewaert, G.; Bartic, C.; D'Hooge, R.; Martins, I. C.; Rousseau, F.; Schymkowitz, J.; De Strooper, B. EMBO J. 2010, 29, 3408-3420
3. Pauwels, K.; Williams, T. L.; Morris, K. L.; Jonckheere, W.; Vandersteen, A.; Kelly, G.; Schymkowitz, J.; Rousseau, F.; Pastore, A.; Serpell, L. C.; Broersen, K. J. Biol. Chem. 2012, 287, 5650-5660
4. Lovell, M. A.; Robertson, J. D.; Teesdale, W. J.; Campbell, J. L.; Markesbery, W. R. J. Neurol. Sci. 1998, 158, 47-52
5. Miller, L. M.; Wang, Q.; Telivala, T. P.; Smith, R. J.; Lanzirotti, A.; Miklossy, J. J. Struct. Biol. 2006, 155, 30-37
6. Opazo, C.; Huang, X.; Cherny, R. A.; Moir, R. D.; Roher, A. E.; White, A. R.; Cappai, R.; Masters, C. L.; Tanzi, R. E.; Inestrosa, N. C.; Bush, A. I. J. Biol. Chem. 2002, 277, 40302-40308
7. Reinke, A. A.; Gestwicki, J. E. Chem. Biol. Drug Des. 2011, 77, 399-411
8. Roychaudhuri, R.; Yang, M.; Hoshi, M. M.; Teplow, D. B. J. Biol. Chem. 2009, 284, 4749-4753
9. Viles, J. H. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2271-2284
10. You, H.; Tsutsui, S.; Hameed, S.; Kannanayakal, T. J.; Chen, L.; Xia, P.; Engbers, J. D.; Lipton, S. A.; Stys, P. K.; Zamponi, G. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 1737-1742
11. Sparks, D. L.; Schreurs, B. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 11065-11069
12. Sanokawa-Akakura, R.; Cao, W.; Allan, K.; Patel, K.; Ganesh, A.; Heiman, G.; Burke, R.; Kemp, F. W.; Bogden, J. D.; Camakaris, J.; Birge, R. B.; Konsolaki, M. PLoS One 2010, 5, e8626
13. Chassaing, S.; Collin, F.; Dorlet, P.; Gout, J.; Hureau, C.; Faller, P. Curr. Top. Med. Chem. 2012, 12, 2573-2595
14. Smith, D. G.; Cappai, R.; Barnham, K. J. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1768, 1976-1990
15. Frederickson, C. J. Int. Rev. Neurobiol. 1989, 31, 145-238
16. Hartter, D. E.; Barnea, A. Synapse 1988, 2, 412-415
17. Deshpande, A.; Mina, E.; Glabe, C.; Busciglio, J. J. Neurosci. 2006, 26, 6011-6018
18. Valensin, D.; Gabbiani, C.; Messori, L. Coord. Chem. Rev. 2012, 19-20, 2357-2366
19. Uversky, V. N.; Oldfield, C. J.; Dunker, A. K. Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 215-246
20. Hilbich, C.; Kisters-Woike, B.; Reed, J.; Masters, C. L.; Beyreuther, K. J. Mol. Biol. 1991, 218, 149-163
21. Barrow, C. J.; Zagorski, M. G. Science 1991, 253, 179-182
22. Vivekanandan, S.; Brender, J. R.; Lee, S. Y.; Ramamoorthy, A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2011, 411, 312-316
23. Danielsson, J.; Jarvet, J.; Damberg, P.; Graslund, A. FEBS J. 2005, 272, 3938-3949
24. Lazo, N. D.; Grant, M. A.; Condron, M. C.; Rigby, A. C.; Teplow, D. B. Protein Sci. 2005, 14, 1581-1596
25. Frieden, C. Protein Sci. 2007, 16, 2334-2344
26. Coles, M.; Bicknell, W.; Watson, A. A.; Fairlie, D. P.; Craik, D. J. Biochemistry 1998, 37, 11064-11077
27. Bertini, I.; Gonnelli, L.; Luchinat, C.; Mao, J.; Nesi, A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16013-22
28. Paravastu, A. K.; Leapman, R. D.; Yau, W. M.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 18349-51834
29. Fandrich, M. J. Mol. Biol. 2012, 421, 427-440
30. Stroud, J. C.; Liu, C.; Teng, P. K.; Eisenberg, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 7717-7722
31. Alies, B.; Bijani, C.; Sayen, S.; Guillon, E.; Faller, P.; Hureau, C. Inorg. Chem. 2012, 51, 12988-13000
32. Hureau, C. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2164-2174
33. Migliorini, C.; Porciatti, E.; Luczkowski, M.; Valensin, D. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 352-368
34. Toîugu, V.; Palumaa, P. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2219-2224
35. Zawisza, I.; Rozga, M.; Bal, W. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2297-2307
36. Hureau, C.; Dorlet, P. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2175-2187
37. Dorlet, P.; Gambarelli, S.; Faller, P.; Hureau, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9273-9276
38. Kim, D.; Kim, N. H.; Kim, S. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1139-1142
39. Hureau, C.; Balland, V.; Coppel, Y.; Solari, P. L.; Fonda, E.; Faller, P. J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 995-1000
40. Damante, C. A.; Osz, K.; Nagy, N. V.; Pappalardo, G.; Grasso, G.; Impellizzeri, G.; Rizzarelli, E.; Sovago, I. Inorg. Chem. 2009, 48, 10405-10415
41. Faller, P.; Hureau, C. Dalton Trans. 2009, 1080-1094
42. Bousejra-El-Garah, F.; Bijani, C.; Coppel, Y.; Faller, P.; Hureau, C. Inorg. Chem. 2011, 50, 9024-9030
43. Alies, B.; Renaglia, E.; Rozga, M.; Bal, W.; Faller, P.; Hureau, C. Anal. Chem. 2013, 10.1021/ac302629u
44. Alies, B.; Badei, B.; Faller, P.; Hureau, C. Chemistry 2012, 18, 1161-1167
45. Faller, P. ChemBioChem 2009, 10, 2837-2845
46. Gunderson, W. A.; Hernandez-Guzman, J.; Karr, J. W.; Sun, L.; Szalai, V. A.; Warncke, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18330-18337
47. Karr, J. W.; Szalai, V. A. Biochemistry 2008, 47, 5006-5016
48. Sarell, C. J.; Syme, C. D.; Rigby, S. E.; Viles, J. H. Biochemistry 2009, 48, 4388-4402
49. Parthasarathy, S.; Long, F.; Miller, Y.; Xiao, Y.; McElheny, D.; Thurber, K.; Ma, B.; Nussinov, R.; Ishii, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3390-3400
50. Mithu, V. S.; Sarkar, B.; Bhowmik, D.; Chandrakesan, M.; Maiti, S.; Madhu, P. K. Biophys. J. 2011, 101, 2825-2832
51. Miller, Y.; Ma, B. Y.; Nussinov, R. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2245-2252
52. Giannozzi, P.; Jansen, K.; La Penna, G.; Minicozzi, V.; Morante, S.; Rossi, G.; Stellato, F. Metallomics 2012, 4, 156-165
53. Talmard, C.; Bouzan, A.; Faller, P. Biochemistry 2007, 46, 13658-13666
54. Jiang, D.; Zhang, L.; Grant, G. P.; Dudzik, C. G.; Chen, S.; Patel, S.; Hao, Y.; Millhauser, G. L.; Zhou, F. Biochemistry 2013, 52, 547-556
55. Shearer, J.; Callan, P. E.; Tran, T.; Szalai, V. A. Chem. Commun. 2010, 46, 9137-9139
56. Crescenzi, O.; Tomaselli, S.; Guerrini, R.; Salvadori, S.; D'Ursi, A. M.; Temussi, P. A.; Picone, D. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 5642-5648
57. Lomakin, A.; Teplow, D. B.; Kirschner, D. A.; Benedek, G. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 7942-7947
58. Lee, C. F. Phys. Rev. E 2009, 80, 031922
59. Yoshimura, Y.; Lin, Y.; Yagi, H.; Lee, Y. H.; Kitayama, H.; Sakurai, K.; So, M.; Ogi, H.; Naiki, H.; Goto, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 14446-14451
60. O'Nuallain, B.; Shivaprasad, S.; Kheterpal, I.; Wetzel, R. Biochemistry 2005, 44, 12709-12718
61. Stine, W. B., Jr.; Dahlgren, K. N.; Krafft, G. A.; LaDu, M. J. J. Biol. Chem. 2003, 278, 11612-11622
62. Ding, F.; Borreguero, J. M.; Buldyrey, S. V.; Stanley, H. E.; Dokholyan, N. V. Proteins 2003, 53, 220-228
63. Wetzel, R. Trends Biotechnol. 1994, 12, 193-198
64. Wetzel, R. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 671-679
65. Bieschke, J.; Zhang, Q.; Bosco, D. A.; Lerner, R. A.; Powers, E. T.; Wentworth, P., Jr.; Kelly, J. W. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 611-619
66. Schnabel, J. Nature 2011, 475, S12-S14
67. Bhak, G.; Choe, Y. J.; Paik, S. R. BMB Rep. 2009, 42, 541-551
68. LeVine, H., 3rd Protein Sci. 1993, 2, 404-410
69. Xue, W. F.; Homans, S. W.; Radford, S. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 8926-8931
70. Morris, A. M.; Watzky, M. A.; Finke, R. G. Biochim. Biophys. Acta 2009, 1794, 375-397
71. Atwood, C. S.; Perry, G.; Zeng, H.; Kato, Y.; Jones, W. D.; Ling, K.-Q.; Huang, X.; Moir, R. D.; Wang, D.; Sayre, L. M.; Smith, M. A.; Chen, S. G.; Bush, A. I. Biochemistry 2004, 43, 560-568
72. Leal, S. S.; Botelho, H. M.; Gomes, C. M. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2253-2270
73. Bell, D. J.; Hoare, M.; Dunnill, P. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 1983, 26, 1-72
74. Sengupta, P.; Garai, K.; Sahoo, B.; Shi, Y.; Callaway, D. J. E.; Maiti, S. Biochemistry 2003, 42, 10506-10513
75. Kodali, R.; Williams, A. D.; Chemuru, S.; Wetzel, R. J. Mol. Biol. 2010, 401, 503-517
76. Faller, P.; Hureau, C.; Dorlet, P.; Hellwig, P.; Coppel, Y.; Collin, F.; Alies, B. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2381-2396
77. Tõugu, V.; Karafin, A.; Zovo, K.; Chung, R. S.; Howells, C.; West, A. K.; Palumaa, P. J. Neurochem. 2009, 110, 1785-1795
78. Pedersen, J. T.; Østergaard, J.; Rozlosnik, N.; Gammelgaard, B.; Heegaard, N. H. J. Biol. Chem. 2011, 286, 26952-26963
79. Burdick, D.; Soreghan, B.; Kwon, M.; Kosmoski, J.; Knauer, M.; Henschen, A.; Yates, J.; Cotman, C.; Glabe, C. J. Biol. Chem. 1992, 267, 546-554
80. Alies, B.; Eury, H.; Bijani, C.; Rechignat, L.; Faller, P.; Hureau, C. Inorg. Chem. 2011, 50, 11192-11201
81. Faller, P. ChemBioChem 2009, 10, 2837-2845
82. Pedersen, J. T.; Teilum, K.; Heegaard, N. H. H.; Østergaard, J.; Adolph, H.-W.; Hemmingsen, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2532-2535
83. Parthasarathy, S.; Long, F.; Miller, Y.; Xiao, Y.; McElheny, D.; Thurber, K.; Ma, B.; Nussinov, R.; Ishii, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3390-3400
84. Karr, J. W.; Kaupp, L. J.; Szalai, V. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13534-13538
85. Talmard, C.; Guilloreau, L.; Coppel, Y.; Mazarguil, H.; Faller, P. ChemBioChem 2007, 8, 163-165
86. Lim, K. H.; Kim, Y. K.; Chang, Y.-T. Biochemistry 2007, 46, 13523-13532
87. Mekmouche, Y.; Coppel, Y.; Hochgrafe, K.; Guilloreau, L.; Talmard, C.; Mazarguil, H.; Faller, P. ChemBioChem 2005, 6, 1663-1671
88. Rezaei-Ghaleh, N.; Giller, K.; Becker, S.; Zweckstetter, M. Biophys. J. 2011, 101, 1202-1211
89. Kirkitadze, M. D.; Condron, M. M.; Teplow, D. B. J. Mol. Biol. 2001, 312, 1103-1119
90. Chen, Y. R.; Huang, H. B.; Chyan, C. L.; Shiao, M. S.; Lin, T. H.; Chen, Y. C. J. Biochem. 2006, 139, 733-740
91. Talmard, C.; Leuma Yona, R.; Faller, P. J. Biol. Inorg. Chem. 2009, 14, 449-455
92. Solomonov, I.; Korkotian, E.; Born, B.; Feldman, Y.; Bitler, A.; Rahimi, F.; Li, H.; Bitan, G.; Sagi, I. J. Biol. Chem. 2012, 287, 20555-20564
93. Smith, D. P.; Ciccotosto, G. D.; Tew, D. J.; Fodero-Tavoletti, M. T.; Johanssen, T.; Masters, C. L.; Barnham, K. J.; Cappai, R. Biochemistry 2007, 46, 2881-2891
94. Garai, K.; Sengupta, P.; Sahoo, B.; Maiti, S. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006, 345, 210-215
95. Chen, W. T.; Liao, Y. H.; Yu, H. M.; Cheng, I. H.; Chen, Y. R. J. Biol. Chem. 2011, 286, 9646-9656
96. Innocenti, M.; Salvietti, E.; Guidotti, M.; Casini, A.; Bellandi, S.; Foresti, M. L.; Gabbiani, C.; Pozzi, A.; Zatta, P.; Messori, L. J. Alzheimers Dis. 2010, 19, 1323-1329
97. Ha, C.; Ryu, J.; Park, C. B. Biochemistry 2007, 46, 6118-3125
98. Sarell, C. J.; Wilkinson, S. R.; Viles, J. H. J. Biol. Chem. 2010, 285, 41533-41540
99. Mantyh, P. W.; Ghilardi, J. R.; Rogers, S.; DeMaster, E.; Allen, C. J.; Stimson, E. R.; Maggio, J. E. J. Neurochem. 1993, 61, 1171-1174
100. Klug, G. M.; Losic, D.; Subasinghe, S. S.; Aguilar, M. I.; Martin, L. L.; Small, D. H. Eur. J. Biochem. 2003, 270, 4282-4293
101. Esler, W. P.; Stimson, E. R.; Jennings, J. M.; Ghilardi, J. R.; Mantyh, P. W.; Maggio, J. E. J. Neurochem. 1996, 66, 723-732
102. Brown, A. M.; Tummolo, D. M.; Rhodes, K. J.; Hofmann, J. R.; Jacobsen, J. S.; Sonnenberg-Reines, J. J. Neurochem. 1997, 69, 1204-1212
103. Suzuki, K.; Miura, T.; Takeuchi, H. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 285, 991-996
104. Bush, A. I.; Pettingell, W. H.; Multhaup, G.; Paradis, M.; Vonsattel, J. P.; Gusella, J. F.; Beyreuther, K.; Masters, C. L.; Tanzi, R. E. Science 1994, 265, 1464-1467
105. House, E.; Mold, M.; Collingwood, J.; Baldwin, A.; Goodwin, S.; Exley, C. J. Alzheimers Dis. 2009, 18, 811-7
106. Yoshiike, Y.; Tanemura, K.; Murayama, O.; Akagi, T.; Murayama, M.; Sato, S.; Sun, X.; Tanaka, N.; Takashima, A. J. Biol. Chem. 2001, 276, 32293-32299
107. Noy, D.; Solomonov, I.; Sinkevich, O.; Arad, T.; Kjaer, K.; Sagi, I. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1376-1383
108. Zou, J.; Kajita, K.; Sugimoto, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2274-2277
109. House, E.; Collingwood, J.; Khan, A.; Korchazkina, O.; Berthon, G.; Exley, C. J. Alzheimers Dis. 2004, 6, 291-301
110. Huang, X.; Atwood, C. S.; Moir, R. D.; Hartshorn, M. A.; Tanzi, R. E.; Bush, A. I. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 954-960
111. Bica, L.; Crouch, P. J.; Cappai, R.; White, A. R. Mol. Biosyst. 2009, 5, 134-142
112. Roberts, B. R.; Ryan, T. M.; Bush, A. I.; Masters, C. L.; Duce, J. A. J. Neurochem. 2012, 120, 149-166
113. Pithadia, A. S.; Lim, M. H. Curr. Opin. Chem. Biol. 2012, 16, 67-73
114. Rodriguez-Rodriguez, C.; Telpoukhovskaia, M.; Orvig, C. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2308-2332
115. Barnham, K. J.; Kenche, V. B.; Ciccotosto, G. D.; Smith, D. P.; Tew, D. J.; Liu, X.; Perez, K.; Cranston, G. A.; Johanssen, T. J.; Volitakis, I.; Bush, A. I.; Masters, C. L.; White, A. R.; Smith, J. P.; Cherny, R. A.; Cappai, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6813-6818
116. Kumar, A.; Moody, L.; Olaivar, J. F.; Lewis, N. A.; Khade, R. L.; Holder, A. A.; Zhang, Y.; Rangachari, V. ACS Chem. Neurosci. 2010, 691-701
117. Ma, G.; Huang, F.; Pu, X.; Jia, L.; Jiang, T.; Li, L.; Liu, Y. Chemistry 2011, 17, 11657-11666
118. Sasaki, I.; Bijani, C.; Ladeira, S.; Bourdon, V.; Faller, P.; Hureau, C. Dalton Trans. 2012, 41, 6404-6407
119. Collin, F.; Sasaki, I.; Eury, H.; Faller, P.; Hureau, C. Chem. Commun. 2013, 49, 2130-2132
120. Valensin, D.; Anzini, P.; Gaggelli, E.; Gaggelli, N.; Tamasi, G.; Cini, R.; Gabbiani, C.; Michelucci, E.; Messori, L.; Kozlowski, H.; Valensin, G. Inorg. Chem. 2010, 49, 4720-4722