TDP-43’ün Düşük Karmaşıklıklı Alanında Fosforilasyonun Neden Olduğu Miselleşme Değişimi

Doktor Özeti: TAR DNA-bağlayıcı protein 43 kDa (TDP-43TDP-43TDP-43 (Transaktif Yanıt DNA Bağlayıcı Protein 43), RNA/DNA işlenmesinde kritik rol oynayan insanlarda TARDBP geni tarafından kodlanan bir proteindir. Sağlıklı hücrelerde çekirdekte bulunurken, ALS ve FTD gibi hastalıklarda sitoplazmada birikerek nörotoksik etki yaratır.) proteininin düşük karmaşıklıklı alanının (LCD) faz ayrışması (PS), amyotrofik lateral skleroz (ALS)Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Amyotrofik lateral skleroz (ALS), beyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin (nöronlar) kaybı sonucu gelişen, kaslarda güçsüzlük, erime (atrofi) ve istemli hareket kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalıktır. ve frontotemporal lobar dejenerasyonDejenerasyonHücre veya dokuların yapısının bozulması ve normal işlevlerini yerine getiremeyecek hale gelmesi.da (FTLD-TDPFTLD-TDPTDP-43 protein patolojisi ile karakterize, frontotemporal lobar dejenerasyonla seyreden bir nörodejeneratif hastalık grubu.) görülen patojenik agregatlarPatojenik AgregatlarHücre içinde birikerek toksik etki gösteren ve nörodejeneratif hastalıklara yol açan anormal protein kümeleri.la ilişkilidir. Bu çalışmada, LCD C-terminalinin yaygın fosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir.unun proteinin kendiliğinden birleşme sürecini yönlendirdiği gösterilmiştir. Kaba taneli Monte Carlo simülasyonları, 12 Serin (Ser) fosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir.unun 148 kalıntılı LCD'yi hidrofobik bir N-terminali ve oldukça yüklü bir C-terminali bloğuna böldüğünü ve makroskopik faz ayrışması yerine sınırlı boyutlu miselleşmeyi tercih ettiğini öngörmüştür. In vitroIn VitroCanlı bir organizmanın dışında, laboratuvar ortamında (örneğin deney tüpünde veya hücre kültüründe) yapılan çalışmalar. koşullarda, kazein kinaz 1 delta (CK1δ)Kazein Kinaz 1 Delta (CK1δ)TDP-43 LCD bölgesindeki serin amino asitlerini fosforile etmek için kullanılan enzim. ile fosforile edilmiş LCD (yerel kütle spektrometrisi ile ortalama 12 fosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir.) ve fosfomimetik 12D/12DD mutantları, düşük mikromolar kritik misel konsantrasyonunun üzerinde küresel nanoparçacıklar (≈ 20-50 nm) oluşturmuştur. Buna karşın, fosforile olmamış LCD, zamanla fibrilFibrilProteinlerin hatalı katlanması ve birleşmesi sonucu oluşan, oligomerlerin ilerlemesiyle meydana gelen ipliksi yapılar.lere dönüşen tersine çevrilebilir faz ayrışmasına uğramıştır. İyonik şiddetin artırılması mutantları anizotropik morfolojiMorfolojiBir hücrenin veya dokunun şekli ve yapısı.lere (solucan benzeri 12D miselleri ve sert 12DD nanosilindirleri) kaydırmıştır. Türbidite testleri, konfokal görüntüleme, negatif leke ve kriyojenik elektron mikroskobu (cryo-EM)Kriyojenik elektron mikroskobu (Cryo-EM)Biyolojik örneklerin dondurularak doğal hallerinde, atomik çözünürlükte görüntülenmesini sağlayan ileri bir mikroskopi tekniği., fosforile formda faz ayrışmasının olmadığını ve küresel misel mimarisini doğrulamıştır. Bulgular, fosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir.un TDP-43TDP-43TDP-43 (Transaktif Yanıt DNA Bağlayıcı Protein 43), RNA/DNA işlenmesinde kritik rol oynayan insanlarda TARDBP geni tarafından kodlanan bir proteindir. Sağlıklı hücrelerde çekirdekte bulunurken, ALS ve FTD gibi hastalıklarda sitoplazmada birikerek nörotoksik etki yaratır. LCD'nin makrofaz ayrışmasını ve fibrilFibrilProteinlerin hatalı katlanması ve birleşmesi sonucu oluşan, oligomerlerin ilerlemesiyle meydana gelen ipliksi yapılar. oluşumunu düzenleyen moleküler bir anahtar olduğunu ve boyutu sınırlı misellere mikrofaz ayrışması yoluyla agregasyonAgregasyonProteinlerin normal çözünürlüklerini kaybederek hücre içinde işlevsiz ve zararlı yığınlar oluşturması süreci.a karşı koruyucu bir rol oynayabileceğini göstermektedir. Bu yapıların patolojik zaman ölçeklerinde kararlı mı yoksa kinetik olarak yakalanmış mı olduğu belirsizliğini korumaktadır.

Önemli Bulgular: TDP-43TDP-43TDP-43 (Transaktif Yanıt DNA Bağlayıcı Protein 43), RNA/DNA işlenmesinde kritik rol oynayan insanlarda TARDBP geni tarafından kodlanan bir proteindir. Sağlıklı hücrelerde çekirdekte bulunurken, ALS ve FTD gibi hastalıklarda sitoplazmada birikerek nörotoksik etki yaratır. LCD'nin C-terminalindeki 12 Serin fosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir.u, makroskopik faz ayrışması ve fibrilFibrilProteinlerin hatalı katlanması ve birleşmesi sonucu oluşan, oligomerlerin ilerlemesiyle meydana gelen ipliksi yapılar. oluşumu yerine sınırlı boyutlu miselleşmeyi (≈ 20-50 nm nanoparçacıklar) teşvik eder. Fosforile olmamış LCD tersine çevrilebilir faz ayrışması geçirip fibrilFibrilProteinlerin hatalı katlanması ve birleşmesi sonucu oluşan, oligomerlerin ilerlemesiyle meydana gelen ipliksi yapılar.lere dönüşürken, CK1δ ile fosforile edilmiş form veya 12D/12DD mimetikleri faz ayrışması göstermemiştir. İyonik şiddetin artması fosfomimetik mutantların yapısını solucan benzeri misellere ve sert nanosilindirlere dönüştürmüştür. FosforilasyonFosforilasyonBir proteine fosfat grubu eklenmesi; TDP-43'ün aşırı fosforilasyonu ALS patolojisinin karakteristik bir işaretidir., TDP-43TDP-43TDP-43 (Transaktif Yanıt DNA Bağlayıcı Protein 43), RNA/DNA işlenmesinde kritik rol oynayan insanlarda TARDBP geni tarafından kodlanan bir proteindir. Sağlıklı hücrelerde çekirdekte bulunurken, ALS ve FTD gibi hastalıklarda sitoplazmada birikerek nörotoksik etki yaratır. LCD'nin makrofaz ayrışmasını ayarlayan moleküler bir anahtar görevi görerek mikrofaz ayrışması yoluyla agregasyonAgregasyonProteinlerin normal çözünürlüklerini kaybederek hücre içinde işlevsiz ve zararlı yığınlar oluşturması süreci.a karşı koruyucu bir çerçeve sunar. Oluşan misel yapılarının patolojik zaman ölçeklerinde kararlı mı yoksa kinetik olarak yakalanmış yapılar mı olduğu henüz net değildir.