Alžběta Cardová. Electrochemical determination of PrP and its interractions with metals and metallothionein. Název: Školitel: Datum: 6. 2.

Podobné dokumenty
Prion Alžběta Cardová. Electrochemical determination of PrP and its interractions with metals and metallothionein

Projekt SPOLEČNÉ VZDĚLÁVÁNÍ PRO SPOLEČNOU BUDOUCNOST. Současná kosmonautika a kosmické technologie 2014

Elektrochemická analýza metalothioneinu u pacientů s onkologickým onemocněním

Témata bakalářské a diplomové práce Počátek řešení v roce 2012

USING VIDEO IN PRE-SET AND IN-SET TEACHER TRAINING

CARBONACEOUS PARTICLES IN THE AIR MORAVIAN-SILESIAN REGION

CZ.1.07/1.5.00/

The Over-Head Cam (OHC) Valve Train Computer Model

Melting the ash from biomass

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

ICP více než jen číslo? MUDr. Josef Škola XXV. kongres ČSARIM, Praha, 4. října 2018

Czech Republic. EDUCAnet. Střední odborná škola Pardubice, s.r.o.

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

CHAPTER 5 MODIFIED MINKOWSKI FRACTAL ANTENNA

Protokoly Transformace plasmidu do elektrokompetentních buněk BL21 Pracovní postup:

výzkumu Vás zve KOVŮ IONTY BIOLOGICK MEDICÍNSKÉ využití nezanedbatelné kyselin zlepšují stabilitu vybaven detektorů.

UPM3 Hybrid Návod na ovládání Čerpadlo UPM3 Hybrid 2-5 Instruction Manual UPM3 Hybrid Circulation Pump 6-9

TKGA3. Pera a klíny. Projekt "Podpora výuky v cizích jazycích na SPŠT"

Litosil - application

Characterization of soil organic carbon and its fraction labile carbon in ecosystems Ľ. Pospíšilová, V. Petrášová, J. Foukalová, E.

SPECIFICATION FOR ALDER LED

Mgr. Natalia Cernei PhD

Introduction to MS Dynamics NAV

GUIDELINES FOR CONNECTION TO FTP SERVER TO TRANSFER PRINTING DATA

Database systems. Normal forms

CZ.1.07/1.5.00/

THE ASSOCIATION OF SERUM BILIRUBIN AND PROMOTER VARIATIONS IN UGT1A1 WITH ATHEROSCLEROSIS

Transportation Problem

GENERAL INFORMATION RUČNÍ POHON MANUAL DRIVE MECHANISM

Sarkosin jako jednoduchý test na rakovinu prostaty analytická studie přednášky Natalia Cernei

Právní formy podnikání v ČR

Název: Vypracovala: Datum: Zuzana Lacková

Význam a stanovení antioxidantů v čaji. Bc. Kateřina Zehnalová

FEMTOGRAM ELECTROCHEMICAL SENSING OF PRION PROTEINS USING QUANTUM DOTS

Waldenström macroglobulinemia and mirna

Ceník izolačních kitů STRATEC v mikrodestičkách

VY_32_INOVACE_06_Předpřítomný čas_03. Škola: Základní škola Slušovice, okres Zlín, příspěvková organizace

Biotechnology in the Czech Republic where we are?

On large rigid sets of monounary algebras. D. Jakubíková-Studenovská P. J. Šafárik University, Košice, Slovakia

Martin Vrbka 0/14. Institute of Machine and Industrial Design Faculty of Mechanical Engineering Brno University of Technology

VARIOUS ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES FOR PRION PROTEIN DETERMINATION

Ceník izolačních kitů STRATEC ve zkumavkách

Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU peníze do škol. illness, a text

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Inovace a individualizace výuky

ActiPack rozšířil výrobu i své prostory EMBAX Od ledna 2015 jsme vyrobili přes lahviček či kelímků. Děkujeme za Vaši důvěru!

Uživatelská příručka. Xperia P TV Dock DK21

Silicified stems of upper Paleozoic plants from the Intra Sudetic and Krkonoše Piedmont basins

WORKSHEET 1: LINEAR EQUATION 1

2N LiftIP. IO Extender. Communicator for Lifts. Version

LOGOMANUÁL / LOGOMANUAL

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Drags imun. Innovations

Zelené potraviny v nových obalech Green foods in a new packaging

Transformers. Produkt: Zavádění cizojazyčné terminologie do výuky odborných předmětů a do laboratorních cvičení

Dynamic Development of Vocabulary Richness of Text. Miroslav Kubát & Radek Čech University of Ostrava Czech Republic

CZ.1.07/1.5.00/

Zubní pasty v pozměněném složení a novém designu

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

UŽIVATELSKÁ PŘÍRUČKA

Magnetické částice pro detekci nádorových onemocnění, založené na protilátkách Vojtěch Adam

The tension belt serves as a tension unit. After emptying the belt is cleaned with a scraper.

Výukový materiál zpracovaný v rámci operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

místo, kde se rodí nápady

USER'S MANUAL FAN MOTOR DRIVER FMD-02

CASTING HAND PRODUCTION USING MOULDS

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

EFFECT OF CADMIUM ON TOBACCO CELL SUSPENSION BY-2

Compression of a Dictionary

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Configuration vs. Conformation. Configuration: Covalent bonds must be broken. Two kinds of isomers to consider

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

Čtvrtý Pentagram The fourth Pentagram

Uživatelská příručka. USB Charger UCH20

Voltametrické stanovení stopových množství 2-aminofluorenu pomocí adsorpční rozpouštěcí voltametrie na uhlíkové pastové elektrodě

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7 WORKBOOK. Mathematics. Teacher: Student:

Matrix Leadframe Dual Gage Introduction

Klepnutím lze upravit styl předlohy. nadpisů. nadpisů.

Enabling Intelligent Buildings via Smart Sensor Network & Smart Lighting

TVORBA VÝNOSŮ PŠENICE OZIMÉ A SILÁŽNÍ KUKUŘICE PŘI RŮZNÉM ZPRACOVÁNÍ PŮDY Forming of winter wheat and silage maize yields by different soil tillage

SEMI-PRODUCTS. 2. The basic classification of semi-products is: standardized semi-products non-standardized semi-products

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

Hi-Res Audio/DNC Headset MDR-NC750

STLAČITELNOST. σ σ. během zatížení

TR 311 TR 319, TR 331 TR 356

Tabulka 1 Stav členské základny SK Praga Vysočany k roku 2015 Tabulka 2 Výše členských příspěvků v SK Praga Vysočany Tabulka 3 Přehled finanční

CZ.1.07/1.5.00/

Oxide, oxide, co po tobě zbyde

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Postup objednávky Microsoft Action Pack Subscription

SOIL ECOLOGY the general patterns, and the particular

For what do we pay (and don t pay)? And what do they want us to pay?

Vliv metody vyšetřování tvaru brusného kotouče na výslednou přesnost obrobku

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Struktura a dynamika proteinů a peptidů

Biosensors and Medical Devices Development at VSB Technical University of Ostrava

Dvojitě vyvážený směšovač pro KV pásma. Doubly balanced mixer for short-wave bands

Aplikace matematiky. Dana Lauerová A note to the theory of periodic solutions of a parabolic equation

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

CZ.1.07/1.5.00/

LOGBOOK. Blahopřejeme, našli jste to! Nezapomeňte. Prosím vyvarujte se downtrade

Transkript:

Název: Školitel: Electrochemical determination of PrP and its interractions with metals and metallothionein Alžběta Cardová Datum: 6. 2. 214 Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Prion PrP C is glycosylphosphatidylinositol-anchored host glycoprotein normally present in brain (Dormont, 22) This protein with predominance of α-helix structure can be converted to an abnormal protease resistant isoform with increased ratio of β-sheet structure called prion (PrP Sc ) (Kong et al, 213) PrP Sc isoform can cause a range of slow neurodegenerative disorders called transmissible spongiform encephalopathies (Tiraboschi & Tagliavini, 213). The most famous prion caused disease is BSE Dormont D (22) Prion diseases: pathogenesis and public health concerns. FEBS Lett 529: 17-21 Kong QZ, Mills JL, Kundu B, Li XY, Qing LT, Surewicz K, Cali I, Huang SH, Zheng MJ, Swietnicki W, Sonnichsen FD, Gambetti P, Surewicz WK (213) Thermodynamic Stabilization of the Folded Domain of Prion Protein Inhibits Prion Infection in Vivo. Cell Rep 4: 248-254 Tiraboschi P, Tagliavini F (213) Prion disease: a promising rating scale for prion disease clinical research. Nat Rev Neurol 9: 366-367 Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Bacterial production of recombinant PrP C prset B cloning kit (Invitrogen, Germany) for high-level expression of recombinant proteins in E. coli was used. For subsequent E. coli cultivation we followed the manual by Invitrogen Expression of PrP C in E. coli was verified by gel electrophoresis and western-blot Western blot verification of prion protein presence in harvested cells kda Mr Hours 1 2 3 4 5 6 Hours 1 2 3 4 5 6 75 5 37 25 2 15 Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23 16 V/4 min gradient gel.9 ma/cm 2 membrane/5 min Blocking 1% BSA 45 min I. AB 1:847 clone 8H4 (Sigma #P11) 2 hours II. Dako anti-mouse/hrp 1:1 1 hour AEC

Recombinant PrP C isolation and purification PrP C was isolated on HisTrap excel 1 ml column (GE Healthcare, Uppsala, Sweden) using histidine protein anchors. We optimized the elutions according to the western-blot (picture below) Protein was purified by cut-off filtration (Amicon Ultra 3K-,5 ml 3K Centrifugal Filters for Protein Purification and Concentration) Finally we verified our results by MALDI-TOF Detection of PrP C in isolated fractions MALDI-TOF spectrum of recombinant PrP C 25 kda 15 kda 1 kda 75 kda 5 kda 37 kda 25 kda 2 kda 15 kda 25 kda 15 kda 1 kda 75 kda 5 kda 37 kda 25 kda 2 kda 15 kda Intens. [a.u.] 12 1 8 6 PrP C = 2.828 kda 15 V, 1 hour, gradient gel,9 ma/cm2 membrane 5 min Blocking 1% BSA 45 min I. AB 1:847 clone 8H4 (Sigma #P11) 2 hours II. Dako anti-mouse/hrp 1:1 1 hour L = marker W = wash fraction E = elution fraction 4 2 18 2 22 24 26 28 Matrix HCCA in TA3 m/z Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Prions, metals and metallothionein PrP C may play a role in cell signaling or in binding and transport of Cu(II) and Zn(II) ions (Gavier-Widen et al, 25) (Kozlowski et al, 212). Cu together with Zn ions are involved in the formation of amyloid plaques in case of neurodegenerative disorders (Pedersen et al, 212). According to some authors Cu ions can destabilise the native fold of PrP C and can facilitate the conversion to PrP Sc isoform (Younan et al, 211). Metallothionein (MT) fulfils multiple functions including the involvement in zinc and copper homeostasis and protection against heavy metal toxicity and oxidative damage. Due to its physiological role, zinc and copper belong to the most investigated metal ions connected to metallothionein. Brain specific subtype of MT is called MT-III and this protein is able to bind Gavier-Widen D, Stack MJ, Baron T, Balachandran A, Simmons M (25) Diagnosis of transmissible spongiform encephalopathies in animals: a review. J Vet Diagn Invest 17: 59-527 Kozlowski H, Luczkowski copper M, Remelli M, when Valensin D (212) Cu Copper, homeostasis zinc and iron in neurodegenerative diseases is disrupted. (Alzheimer's, Parkinson's and prion diseases). Coordin Chem Rev 256: 2129-2141 Younan ND, Klewpatinond M, Davies P, Ruban AV, Brown DR, Viles JH (211) Copper(II)-Induced Secondary Structure Changes and Reduced Folding Stability of the Prion Protein. J Mol Biol 41: 369-382 Pedersen JT, Hureau C, Hemmingsen L, Heegaard NHH, Ostergaard J, Vasak M, Faller P (212) Rapid Exchange of Metal between Zn-7-Metallothionein-3 and Amyloid-beta Peptide Promotes Amyloid-Related Structural Changes. Biochemistry 51: 1697-176 Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Electrochemical determination of PrP C, zinc and copper (differential pulse voltammetry) PrP C 25 na PrP 25 µg/ml PrP 125 µg/ml PrP 1 µg/ml PrP 62.5 µg/ml PrP 31.25µg/ml PrP 15.125µg/ml Peak I -.5 Peak II -.75 1 2 1 Peak I 5 y =,339x +,252 R² =,9966 2 4 Peak II y =,62x -,143 R² =,9952 2 4 measured in acetate buffer ph 5 Electrochemical signal corresponds to the concentration. Dependence of all peaks is linear (R 2 higher than.9) Copper Zinc Cu 1µg/ml Cu 5µg/ml Cu 25µg/ml Cu 12.5µg/ml Cu 6.25µg/ml Cu 3.125µg/ml 5 na 5 -.15 -.1 -.5 y = 3,7125x + 51,91 R² =,993 1 2 5 na Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23-1.2 -.95 1 5 y =,495x + 3,828 R² =,9974 1 2 Zn 1 mm Zn 5 mm Zn 25 mm Zn 12.5 mm Zn 6.25 mm Zn 3.125 mm

Peak height (na) Electrochemical determination of PrP C interactions with copper and zinc PrP C + Cu 4 3 2 1 Peak Cu y = 3,749x + 22,73 R² =,9925 5 1 15 PrP + Cu 1µg/ml PrP + Cu 5µg/ml PrP + Cu 25µg/ml PrP + Cu 12.5µg/ml PrP + Cu 6.25µg/ml PrP + Cu 3.125µg/ml 5 na Peak Cu Peak Cu+PrP I -.25 -.2 -.15 -.1 -.5.5.1 PrP C + Zn Peak Cu+PrP II 15 1 5 1 Peak Cu+PrP I y =,698x + 5,9374 R² =,9947 5 1 15 Peak Cu+PrP II y =,641x +,9885 R² =,9919 1 2 Constant PrP C concentration 1 µg/ml and various conc. of Cu and Zn (1, 5, 25, 12.5, 6.25, 3.125 µg/ml) measured in acetate buffer ph 5 The diagram below shows ascending or descending trends of PrP and metals interactions PrP + Zn 1 mm PrP + Zn 5 mm PrP + Zn 25 mm PrP + Zn 12.5 mm PrP + Zn 6.25 mm PrP + Zn 3.125 mm 5 na Peak Zn -1.2 -.95 Peak Zn+PrP I 1 Peak Zn y =,681x + 2,144 5R² = 1,9939 15 Peak Zn+PrP I 1 y = -,43x +,5362,5 R² =,9917 1 2 Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23 16 14 12 1 8 6 4 2 Zn+PrP I Cu+PrP I Cu+PrP II 1 µg/ml 5 µg/ml 25 µg/ml 12,5 µg/ml 6,25 µg/ml 3,125 µg/ml

PrP C MT PrP 15 µg/ml PrP 31 µg/ml PrP 62 µg/ml PrP 125 µg/ml PrP 25 µg/ml -.2 -.3 -.4 Peak PrP I 1 8 6 4 2 Peak PrP II 1 2 3 -.5 -.6 -.7 -.8 1 na Peak PrP II y =,379x -,9772 R² =,9918 Peak PrP I y =,2x +,26 R² =,9877 -.9 MT 1 µg/ml MT 2 µg/ml MT 4 µg/ml MT 8 µg/ml MT 16 µg/ml 5 y = 2,799x - 2,3 R² =,9964 1 2 -.4 -.5 -.6 -.7 1 na -.8 measured in sodium phosphate buffer ph 7 AdTS accumulation time = 12s Electrochemical signal corresponds to the concentration. Dependence of all peaks is linear (R 2 higher than.9) Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Electrochemical determination of PrP C interaction with MT and vice versa PrP C + MT (constant PrP C concentration = 1µg/ml) 1 na PrP + MT.25 µg/ml PrP + MT.5 µg/ml PrP + MT 1 µg/ml PrP + MT 2 µg/ml PrP + MT 4 µg/ml PrP + MT 8 µg/ml Peak PrP+MT Peak MT PrP + MT 16 µg/ml -.2 -.3 -.4 -.5 -.6 -.7 -.8 -.9-1. MT + PrP C (constant MT concentration = 8µg/ml) Peak I -.4 -.5 Shifted Peak I Peak II -.6 -.7 Shifted Peak II -.8 -.9 1 na MT + PrP 15,13 µg/ml MT + PrP 31,25 µg/ml MT + PrP 62.5 µg/ml MT + PrP 125 µg/ml MT + PrP 25 µg/ml -1. 1 5 Peak PrP+MT y = -,3578x + 8,1564 R² =,9912 1 2 4 Peak MT 2 y = 1,9961x + 1,8173 R² =,991 1 2 Peak I (with shifted peak I) 2 y =,53x + 1 1,375 R² =,999 2 4 Peak II (without shifted peak II) 5 y =,75x + 14,385 R² = 1 2 4 In case of PrP C and MT interaction there are two coalesced peaks Calibration curves of peaks are linear (R 2 higher than.9). In case of MT and PrP C interaction there is a peak shift to the new position with increased conc. of PrP C There is a massive change of structure

Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23 Diagram of PrP C interaction with MT and vice versa Constant conc. of PrP C + various conc. of MT PrP C Constant conc. of MT + various conc. of PrP C MT PrP C + MT MT + low PrP C conc. PrP C MT + high PrP C conc. MT

Conclusion Recombinant PrP C was produced, isolated and purified PrP C was used for electrochemical determination and for an investigation into its interactions with metals and metallothionein Massive interaction was discovered especially in case of MT and PrP C interaction We presume that a change of the peak position is caused by the formation of MT tetramers enclosing the PrP C molecule to the center in case of high PrP C concentration Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Acknowledgements Ing. Pavlina Sobrova Doc. RNDr. Vojtech Adam, Ph.D. Dr. Vladimir Pekarik, Ph.D. Mgr. Ondrej Zitka, Ph.D. Mgr. Marketa Vaculovicova, Ph.D. An entire Laboratory of Metallomics and Nanotechnologies Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23

Thank you for your attention Reg.č.projektu: CZ.1.7/2.4./31.23