Ion mobility spectrometry reveals the mechanism of amyloid formation of Aβ(25-35) and its modulation by inhibitors at the molecular level: Epigallocatechin gallate and scyllo-inositol

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 45, 2013, Pages 16926-16937

  Bleiholder, Christian ^a   Do, Thanh D ^a   Wu, Chun ^a   Economou, Nicholas J ^a   Bernstein, Summer S ^a   Buratto, Steven K ^a   Shea, Joan Emma ^a   Bowers, Michael T ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALZHEIMER'S DISEASE; EFFECTIVE ATTENUATION; EPIGALLOCATECHIN GALLATE; ION MOBILITY SPECTROMETRY; MOLECULAR-LEVEL INSIGHTS; PEPTIDE SELF ASSEMBLIES; THERAPEUTIC AGENTS; TRADITIONAL TECHNIQUES;

GLYCOPROTEINS; ION MOBILITY SPECTROMETERS; MACHINERY; MASS SPECTROMETRY; MODULATION; PEPTIDES; POLYOLS;

OLIGOMERS;

AMYLOID; AMYLOID BETA PROTEIN[25-35]; EPIGALLOCATECHIN GALLATE; INOSITOL; OLIGOMER; PEPTIDE FRAGMENT; PROTEIN INHIBITOR; SCYLLO INOSITOL; TOXIC SUBSTANCE; UNCLASSIFIED DRUG;

ALZHEIMER DISEASE; ARTICLE; CONFORMATION; DRUG PROTEIN BINDING; DRUG SCREENING; DRUG STRUCTURE; ION MOBILITY SPECTROMETRY; MASS SPECTROMETRY; MOLECULAR DYNAMICS; SELF CONCEPT;

ALZHEIMER DISEASE; AMYLOID BETA-PEPTIDES; CATECHIN; HUMANS; INOSITOL; MASS SPECTROMETRY; MODELS, MOLECULAR; PEPTIDE FRAGMENTS; PROTEIN MULTIMERIZATION; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY;

EID: 84887736083     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja406197f     Document Type: Article

References (81)

1. Chiti, F.; Dobson, C. M. Nat. Chem. Biol. 2008, 5, 15-21
2. Finder, V. H. J. Alzheimers Dis. 2010, 22, S5-S19
3. Ross, C. A.; Poirier, M. A. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 891-898
4. Kayed, R.; Head, E.; Thompson, J. L.; McIntire, T. M.; Milton, S. C.; Cotman, C. W.; Glabe, C. G. Science 2003, 300, 486-489
5. Bucciantini, M.; Giannoni, E.; Chiti, F.; Baroni, F.; Formigli, L.; Zurdo, J. S.; Taddei, N.; Ramponi, G.; Dobson, C. M.; Stefani, M. Nature 2002, 416, 507-511
6. Baglioni, S.; Casamenti, F.; Bucciantini, M.; Luheshi, L. M.; Taddei, N.; Chiti, F.; Dobson, C. M.; Stefani, M. J. Neurosci. 2006, 26, 8160-8167
7. Krafft, G. A.; Klein, W. L. Neuropharmacology 2010, 59, 230e242
8. Lambert, M. P.; Barlow, A. K.; Chromy, B. A.; Edwards, C.; Freed, R.; Liosatos, M.; Morgan, T. E.; Rozovsky, I.; Trommer, B.; Viola, K. L.; Wals, P.; Zhang, C.; Finch, C. E.; Krafft, G. A.; Klein, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6448-6453
9. Bieschke, J.; Siegel, S. J.; Fu, Y.; Kelly, J. W. Biochemistry 2008, 47, 50-59
10. Bernstein, S. L.; Dupuis, N. F.; Lazo, N. D.; Wyttenbach, T.; Condron, M. M.; Bitan, G.; Teplow, D. B.; Shea, J.-E.; Ruotolo, B. T.; Robinson, C. V.; Bowers, M. T. Nat. Chem. 2009, 1, 326-331
11. Haass, C.; Selkoe, D. J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 8, 101-112
12. Walsh, D. M.; Selkoe, D. J. Protein Pept. Lett. 2004, 11, 213-228
13. Hardy, J.; Selkoe, D. J. Science 2002, 297, 353-356
14. Mason, J. M.; Kokkoni, N.; Stott, K.; Doig, A. J. Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 526-532
15. Bartolini, M.; Andrisano, V. ChemBioChem 2010, 11, 1018-1035
16. Liu, T.; Bitan, G. ChemMedChem 2012, 0000, 1-17
17. Bieschke, J.; Herbst, M.; Wiglenda, T.; Friedrich, R. P.; Boeddrich, A.; Schiele, F.; Kleckers, D.; Amo, J. M. L. d.; Grüning, B. A.; Wang, Q.; Schmidt, M. R.; Lurz, R.; Anwyl, R.; Schnoegl, S.; Fändrich, M.; Frank, R. F.; Reif, B.; Günther, S.; Walsh, D. M.; Wanker, E. E. Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 93-101
18. Lambertoa, G. R.; Binolfia, A.; Orcelleta, M. L.; Bertoncinib, C. W.; Zweckstetter, M.; Griesingerc, C.; Fernandeza, C. O. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 21057-21062
19. Feng, B. Y.; Toyama, B. H.; Wille, H.; Colby, D. W.; Collins, S. R.; May, B. C. H.; Prusiner, S. B.; Weissman, J.; Shoichet, B. K. Nat. Chem. Biol. 2008, 4, 197-199
20. Zheng, X.; Gessel, M. M.; Wisniewski, M. L.; Viswanathan, K.; Wright, D. L.; Bahr, B. A.; Bowers, M. T. J. Biol. Chem. 2012, 287, 6084-6088
21. Gessel, M. M.; Wu, C.; Li, H.; Bitan, G.; Shea, J.-E.; Bowers, M. T. Biochemistry 2012, 51, 108-117
22. Bodner, R. A.; Outeiro, T. F.; Altmann, S.; Maxwell, M. M.; Cho, S. H.; Hyman, B. T.; McLean, P. J.; Young, A. B.; Housman, D. E.; Kazantsev, A. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 4246-4251
23. Sinha, S.; Lopes, D. H. J.; Du, Z.; Pang, E. S.; Shanmugam, A.; Lomakin, A.; Talbierskyz, P.; Tennstaedt, A.; McDaniel, K.; Bakshi, R.; Kuo, P.-Y.; Ehrmann, M.; Benedek, G. B.; Loo, J. A.; Klarner, F.-G.; Schrader, T.; Wang, C.; Bitan, G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16958-16969
24. Ladiwala, A. R.; Lin, J. C.; Bale, S. S.; Marcelino-Cruz, A. M.; Bhattacharya, M.; Dordick, J. S.; Tessier, P. M. J. Biol. Chem. 2010, 285, 24228-24237
25. Huang, R.; Vivekanandan, S.; Brender, J. R.; Abe, Y.; Naito, A.; Ramamoorthy, A. J. Mol. Biol. 2012, 416, 108-120
26. Ferreira, N.; Cardoso, I.; Domingues, M. R.; Vitorino, R.; Bastos, M.; Bai, G.; Saraiva, M. J.; Almeida, M. R. FEBs Lett. 2009, 583, 3569-3576
27. Roberts, B. E.; Duennwald, M. L.; Wang, H.; Chung, C.; Lopreiato, N. P.; Sweeny, E. A.; Knight, M. N.; Shorter, J. Nat. Chem. Biol. 2009, 5, 936-946
28. Bieschke, J.; Russ, J.; Friedrich, R. P.; Ehrnhoefer, D. E.; Wobst, H.; Neugebauer, K.; Wanker, E. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 7710-7715
29. Ehrnhoefer, D. E.; Bieschke, J.; Boeddrich, A.; Herbst, M.; Masino, L.; Lurz, R.; Engemann, S.; Pastore, A.; Wanker, E. E. Nat. Struct. Biol. 2008, 15, 558-566
30. Meng, F.; Abedini, A.; Plesner, A.; Verchere, C. B.; Raleigh, D. P. Biochemistry 2010, 49, 8127-8133
31. Sinha, S.; Du, Z.; Maiti, P.; Klärner, F.-G.; Schrader, T.; Chunyu Wang; Bitan, G. ACS Chem. Neurosci. 2012, 3, 451-458
32. McLaurin, J.; Golomb, R.; Jurewicz, A.; Antel, J. P.; Fraser, P. E. J. Biol. Chem. 2000, 275, 18495-18502
33. Bourgault, S.; Solomon, J. P.; Reixach, N.; Kelly, J. W. Biochemistry 2011, 50, 1001-1015
34. Motamedi-Shad, N.; Monsellier, E.; Torrassa, S.; Relini, A.; Chiti, F. J. Biol. Chem. 2009, 284, 29921-29934
35. Vilasi, S.; Sarcina, R.; Maritato, R.; Simone, A. D.; Irace, G.; Sirangelo, I. PLoS One 2011, 6, e22076
36. Cohlberg, J. A.; Li, J.; Uversky, V. N.; Fink, A. L. Biochemistry 2002, 41, 1502-1511
37. Kanekiyo, T.; Zhang, J.; Liu, Q.; Liu, C.-C.; Zhang, L.; Bu, G. J. Neurosci. 2011, 31, 1644-1651
38. Madine, J.; Middleton, D. A. Eur. Biophys. J. 2010, 39, 1281-1288
39. Bazar, E.; Jelinek, R. ChemBioChem 2010, 11, 1997-2002
40. Capila, I.; Linhardt, R. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 390-412
41. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z.; Yau, W.-M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262-265
42. Campioni, S.; Mannini, B.; Zampagni, M.; Pensalfini, A.; Parrini, C.; Evangelisti, E.; Relini, A.; Stefani, M.; MDobson, C.; Cecchi, C.; Chiti, F. Nat. Chem. Biol. 2010, 6, 140-147
43. Bleiholder, C.; Dupuis, N. F.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Nat. Chem. 2011, 3, 172-177
44. Teplow, D. B.; Lazo, N. D.; Bitan, G.; Bernstein, S.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T.; Baumketner, A.; Shea, J.-E.; Urbanc, B.; Cruz, L.; Borreguero, J.; Stanley, H. E. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 635-645
45. Dupuis, N. F.; Wu, C.; Shea, J.-E.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7240-7243
46. Dupuis, N. F.; Wu, C.; Shea, J. E.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18283-18292
47. von Helden, G.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Science 1995, 267, 1483-1485
48. von Helden, G.; Gotts, N. G.; Bowers, M. T. Nature 1993, 363, 60-63
49. Bowers, M. T.; Kemper, P. R.; von Helden, G.; van Koppen, P. A. M. Science 1993, 260, 1446-1451
50. Ruotolo, B. T.; Giles, K.; Campuzano, I.; Sandercock, A. M.; Bateman, R. H.; Robinson, C. V. Science 2005, 310, 1658-1661
51. Kubo, T.; Nishimura, S.; Kumagae, Y.; Kaneko, I. J. Neurosci. Res. 2002, 70, 474-483
52. Loo, D. T.; Copani, A.; Christian, J. Pike; Whittemore, E. R.; Walencewicz, A. J.; Cotman, C. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, 90, 7951-7955
53. Pike, C. J.; Walencewicz-Wasserman, A. J.; Kosmoski, J.; Cribbs, D. H.; Glabe, C. G.; Cotman, C. W. Journal of Neurochemistrv 1995, 64, 253-265
54. Frozza, R. L.; Horn, A. P.; Hoppe, J. B.; Simao, F.; Gerhardt, D.; Comiran, R. A.; Salbego, C. G. Neurochem. Res. 2009, 34, 295-303
55. Zameer, A.; Schulz, P.; Wang, M. S.; Sierks, M. R. Biochemistry 2006, 45, 11532-11539
56. Wei, G.; Jewett, A. I.; Shea, J.-E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 3622-3629
57. Wei, G.; Shea, J.-E. Biophys. J. 2006, 91, 1638-1647
58. Kittner, M.; Knecht, V. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 15288-15295
59. Larini, L.; Shea, J.-E. Biophys. J. 2012, 103, 576-586
60. Bastianetto, S.; Yao, Z. X.; Papadopoulos, V.; Quirion, R. Eur. J. Neurosci. 2006, 23, 55-64
61. Pringle, S. D.; Giles, K.; Wildgoose, J. L.; Williams, J. P.; Slade, S. E.; Thalassinos, K.; Bateman, R. H.; Bowers, M. T.; Scrivens, J. H. Int. J. Mass Spectrom. 2007, 261, 1-12
62. Colletier, J. P.; Laganowsky, A.; Landau, M.; Zhao, M.; Soriaga, A. B.; Goldschmid, t. L.; Flot, D.; Cascio, D.; Sawaya, M. R.; Eisenberg, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 16938-16943
63. Liu, F.-F.; Dong, X.-Y.; He, L.; Middelberg, A. P. J.; Sun, Y. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 11879-11887
64. Nelson, R.; Sawaya, M. R.; Balbirnie, M.; Madsen, A. Ø.; Riekel, C.; Grothe, R.; Eisenberg, D. Nature 2005, 435, 773-778
65. Shima, S.-H.; Guptab, R.; Linga, Y. L.; Strasfelda, D. B.; Raleigh, D. P.; Zannia, M. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 6614-6619
66. Wiltzius, J. J. W.; Sievers, S. A.; Sawaya, M. R.; Cascio, D.; Popov, D.; Riekel, C.; Eisenberg, D. Protein Sci. 2008, 17, 1467-1474
67. 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.; MacFarlane, H. T.; Madsen, A. Ø.; Riekel, C.; Eisenberg, D. Nature 2007, 447, 453-457
68. Knowles, T. P. J.; Smith, J. F.; Devlin, G. L.; Dobson, C. M.; Welland, M. E. Nanotechnology 2007, 18, 1-5
69. Eichner, T.; Kalverda, A. P.; Thompson, G. S.; Homans, S. W.; Radford, S. E. Mol. Cell 2011, 41, 161-172
70. Sievers, S. A.; Karanicolas, J.; Chang, H. W.; Zhao, A.; Jiang, L.; Zirafi, O.; Stevens, J. T.; Münch, J.; Baker, D.; Eisenberg, D. Nature 2011, 475, 96-100
71. Grill, J. D.; Cummings, J. L. Exp. Rev. Neurother. 2010, 10, 711-728
72. Chang, Z.; Luo, Y.; Zhang, Y.; Wei, G. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 1165-1174
73. Li, G.; Rauscher, S.; Baud, S.; Pomès, R. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 1111-1119
74. Kemper, P. R.; Dupuis, N. F.; Bowers, M. T. Int. J. Mass Spectrom. 2009, 287, 46-57
75. Wang, J. M.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157-1174
76. Duan, Y.; Chowdhury, S.; Xiong, G.; Wu, C.; Zhang, W.; Lee, T.; Cieplak, P.; Caldwell, J.; Luo, R.; Wang, J.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1999-2012
77. Case, D. A.; Darden, T. A.; T.E. Cheatham, I.; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Merz, K. M.; Wang, B.; Pearlman, D. A.; Crowley, M.; Brozell, S.; Tsui, V.; Gohlke, H.; Mongan, J.; Hornak, V.; Cui, G.; Beroza, P.; Schafmeister, C.; Caldwell, J. W.; Ross, W. S.; Kollman, P. A.; Amber Molecular Dynamics; University of California: San Francisco, 2004.
78. Mesleh, M. F.; Hunter, J. M.; Shvartsburg, A. A.; Schatz, G. C.; Jarrold, M. F. J. Phys. Chem. A 1996, 100, 16082-16086
79. Bleiholder, C.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Int. J. Mass Spectrom. 2011, 308, 1-10
80. Anderson, S. E.; Bleiholder, C.; Brocker, E. R.; Stang, P. J.; Bowers, M. T. Int. J. Mass Spectrom. 2012, 330-332, 78-84
81. Bleiholder, C.; Contreras, S.; Do, T. D.; Bowers, M. T. Int. J. Mass Spectrom. 2013, 345-347, 89-96