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Structure of prion β-oligomers as determined by structural proteomicsSerpa, Jason John 07 September 2017 (has links)
The conversion of the native monomeric cellular prion protein (PrPC) into an aggregated pathological β-oligomeric (PrPβ) and an infectious form (PrPSc) is the central element in the development of prion diseases. The structure of the aggregates and the molecular mechanisms of the conformational change involved in this conversion are still unknown.
My research hypothesis was that a specific structural rearrangement of normal PrPC monomers leads to the formation of new inter-subunit interaction interfaces in the prion aggregates, leading to aggregation. My approach was to use constraints obtained by structural proteomic methods to create a 3D model of urea-acid induced recombinant prion oligomers (PrPβ). My hypothesis was that this model would explain the mechanism of the conformational change involved in the conversion, the early formation of the β-structure nucleation site, and would describe the mode of assembly of the subunits within the oligomer.
I applied a combination of limited proteolysis, surface modification, chemical crosslinking and hydrogen/deuterium exchange (HDX) with mass spectrometry for the differential characterization of the native and the urea-acid converted prion β-oligomer structures to get an insight into the mechanism of the conversion and aggregation. Using HDX, I detected a region of the protein in which backbone amides become more protected from exchange in PrPβ compared to PrPC. In order to obtain the inter-residue distance constraints to guide the assembly of the oligomer model, I then applied zero-length and short-range crosslinking to an equimolar mixture of 14N/15N-metabolically labeled β-oligomer thereby enabling the classification of the crosslinks as either intra-protein or inter-protein. Working with the Dokholyan group at the University of North Carolina at Chapel Hill, I was able to assemble a structure of the β-oligomer based on the combination of constraints obtained from all methods. By comparing the structures before and after the conversion, I was able to deduce the conformational change, that occurs during the conversion as the rearrangement and disassembly of the beta sheet 1– helix 1 – beta sheet 2 (β1-H1-β2) region from the helix 2 – helix 3 (H2-H3) core, forming new β-sheet nucleation site and resulting in the exposure of hydrophobic residues patches leading to formation of inter-protein contacts within aggregates. / Graduate / 2018-06-14
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Vlastnosti specifických protilátek prionových chorob a možnosti jejich využití / Specific prion protein antibodies characterisation and use in diagnosticŠafaříková, Eva January 2015 (has links)
Transmissive spongiform encephalopathies (TSEs) are neurodegenerative diseases characterized by depositions of abnormally folded prion protein (PrPTSE ) in brain. PrPTSE is at present the only specific biochemical marker of human and animal TSEs. Diagnostic tests are based on the detection of PrPres after proteinase K digestion of brain homogenate using Western blot or on the immunohistochemistry of fixed brain tissue, which are both difficult and time consuming. In this work we focused on development of a new type of tests based on PrP detection without need of proteinase K digestion. As deposits of PrPTSE remain in the body for a long time, there is a substantial chance of them being nonenzymatically modified by glycation. The detection of glycated PrPTSE may have a potential to serve as a diagnostic marker. We prepared monoclonal antibodies specific for carboxymethyl lysine/arginine modified prion protein. Bacterially expressed and purified recombinant human prion protein (rhPrP) was modified by glyoxylic acid that introduces carboxymethyl groups on lysine and arginine residues present within the molecule of the protein. Modified rhPrP (rhPrP-CML) was used for immunization of laboratory mice and hybridoma cells were prepared. Screening of cell supernatants resulted in the selection of 4...
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Therapie osteochondraler Defekte des Kniegelenks unter Verwendung des Knorpel-Knochen-Ersatzmaterials (TruFit®) in Kombination mit einer einzeitigen autologen Knorpelzelltransplantation im Langzeittierversuch / Treatment of osteochondral lesions in the knee joint using scaffolds for cartilage and bone (TruFit®) in combination with a single-step autologous chondrocyte transplantation in a long-term animal experimentMichalak, Milosch 15 April 2015 (has links)
Knorpeldefekte des Kniegelenks zeichnen sich durch eine sehr begrenzte spontane Heilungstendenz aus und führen im Verlauf häufig zur Arthrose. Trotz intensiver Forschungsbemühungen konnte bisher keine neue Therapieoption eine zufrieden-stellende Alternative zu den bisherigen Therapien hervorbringen. Eine ACI in Kombination mit einem künstlich hergestellten Knorpel-Knochen-Ersatzmaterial scheint jedoch großes Potential für die Therapie von Knorpel-Knochen-Schäden zu besitzen.
Im vorliegenden Langzeittierversuch mit Kaninchen wurde eine einzeitige ACI mit einem biphasischen Ersatzmaterial (TruFit®) und platelet-rich-plasma (PRP) kombiniert. Zu diesem Zweck wurde in der medialen Femurkondyle ein critical-size-Defekt mit einem Durchmesser von 4,5 mm gesetzt. In der ersten Versuchsgruppe blieb der Defekt unbehandelt (Leer). Bei der zweiten Gruppe wurde die Defekthöhle mit einem TruFit®-Zylinder aufgefüllt (TFP). Gruppe drei erhielt zusätzlich PRP (TFP+PRP) und Gruppe vier wurde darüber hinaus mit einer einzeitigen ACI kombiniert (TFP+PRP+C), bei der Chondrozyten mit Hilfe eines speziellen Kollagenase-Schnellverdaus isoliert werden konnten.
Die Auswertung der Knorpel-Knochen-Regeneration erfolgte nach 12 Monaten durch eine Mikroradiographie, eine intravitale Fluoreszenzmarkierung des Knochens und durch Toluidinblau-O- und Safranin-O-Färbungen. Verwendet wurden die Scores nach Wakitani und O’Driscoll.
Dabei konnte gezeigt werden, dass eine TruFit®-Therapie die Knochenregeneration positiv beeinflussen kann. Die Zugabe von PRP bewirkte die Bildung von zahlreichen dünnen Trabekeln mit einer erhöhten Anzahl trabekulärer Verbindungen, allerdings auch eine schlechtere Rekonvaleszenz der subchondralen Knochenschicht. Bezüglich der Knorpelheilung schnitt die Gruppe TFP+PRP+C am besten ab, wobei die Unterschiede nicht signifikant waren. Insgesamt zeigten alle Versuchsgruppen eine unzureichende osteochondrale Regeneration, so dass für die Therapie am Menschen zunächst weitere Studien nötig sind, die sowohl ossär als auch chondral eine verbesserte Heilungspotenz demonstrieren können. Bisher fehlen groß angelegte Studien um Therapieempfehlungen bezüglich des Ersatzmaterials, der genauen Durchführung der einzeitigen ACI und Zusätzen wie Wachstumsfaktoren zu machen.
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Development and Validation of Novel Polymer-based DNA Delivery Systems for Effective and Affordable Non-viral Gene TherapiesZhang, Jun 23 May 2022 (has links)
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