Digitale Medien und Visualisierung in der Biochemie

von Dr. Andreas Brink, TU Dortmund, Fakultät für Chemie und Chemische Biologie

Tutorial-3: Die Struktur von beta-Amyloid:
               Wie die Peptid-Oligomeren der Alzheimer-Plaques entstehen    made with 
 

beta-Amyloid (17-42) (aus: rcsb.org) (3.) Es entstehen  , die sich in diesem Fall allerdings zwischen verschiedenen seitlich nebeneinander liegenden Peptidketten ausbilden. So entstehen  . Neben den H-Brücken gibt es auch noch die Möglichkeit einer "Salzbrücke" zwischen benachbarten Strängen. Diese wird zwischen den beiden polaren Aminosäuren  der nebeneinanderliegenden Stränge ausgebildet. Auch die anderen Amyloidpeptide können so  wechselwirken. Auf diese Weise entstehen offensichtlich die schwerlöslichen Polypeptidaggregate in den Alzheimer-Plaques.

(1.) Die Struktur besteht aus mehreren seitlich  Molekülketten. Die erste Molekülkette wird zunächst  dargestellt. Nach Drehung erkennt man den  der Molekülkette Es handelt sich um ein Polypeptidkette, die aus 25 Aminosäutreketten besteht und aufgrund eines "loops" nach 10 Aminosäureresten in die Richtung der N-terminalen AS (17) zurückläuft und mit der C-terminalen AS (42) endet. Die Aminosäurereste Valin (36), Methionin (35) und Leucin (34) werden näher betrachtet und durch das "backbone" der Peptidkette eine grüne  gelegt, um den  hervorzuheben. Um die besondere Konformation des Moleküls und die Bindungsgeometrie erkennen zu können, werden wieder die drei Aminosäurereste Valin (36), Methionin (35) und Leucin (34)  und die N-H- und C=O-Bindungen der beteiligten Peptidverknüpfungen  markiert. (2.) Die N-H- und C=O-Bindungen stehen offensichtlich jeweils seitlich vom Peptidbackbone nach vorne und hinten heraus (genauer: sie stehen seitlich aus einer gedachten Ebene durch die Loopstruktur der Peptidkette heraus). Dies gilt auch für die übrigen über die Molekülkette  (nicht markierten) N-H- und C=O-Bindungen. Um die Auswirkungen erkennen zu können, wird eine zweite Peptidkette  und der markierte Teil betrachtet. Nach  der hier störenden AS-Seitenketten zeigt sich, dass die seitlich herausstehenden N-H- und C=O-Bindungen zweier nebeneinanderliegender Peptidketten auf einander zu gerichtet sind und sich so viele Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden können.

Kontakt: Dr. Andreas Brink | TU Dortmund | Fakultät für Chemie und Chemische Biologie | andreas.brink@tu-dortmund.de