Amyloid Fibril Formation - Dye Detection and Effects of Lipids

Doctoral thesis, 2017

Amyloida fibriller består av felveckade proteiner som ansamlats i långa kedjor. De är mycket tunna, ofta bara ett par nanometer, men kan bli upp till tiotals mikrometer långa. Amyloida fibrillers egenskaper är särskilt intressanta eftersom de har kopplats till ett flertal obotliga och ofta dödliga mänskliga sjukdomar. Det vanligaste förekommande exemplet är den progressiva demenssjukdomen Alzheimers sjukdom, som är starkt kopplad till ansamling av amyloida fibriller i hjärnan. I Alzheimers sjukdom bildas så kallade senila plack runt nervcellerna. Dessa plack består av ett naturligt förekommande protein, amyloid-β (Aβ) och dess bildande av fibriller och plack sätter igång en kaskad av reaktioner som leder till att nervcellerna förtvinar och dör. Alzheimers sjudom är dödlig, och det finns i dagsläget inget fungerande botemedel.

Min avhandling handlar om att på en grundvetenskaplig nivå förstå hur amyloida fibriller bildas. Jag har använt mig av biokemiska och biofysikaliska metoder för att undersöka hur bildandet går till, vilka mekanismer som styr och hur olika molekyler påverkar processen. Jag har också studerat två fluorescerande färgämnen, thioflavin-T och YOYO-1, som kan användas för att experimentellt detektera amyloida fibriller och deras egenskaper. Thioflavin-T är ett klassiskt använt amyloid-färgämne, men jag har utvecklat dess användningsområde, samt bidragit till en bättre förståelse kring dess ljusemitterande egenskaper. YOYO-1 är ett nytt amyloid-färgämne som tidigare mestadels använts för att färga in DNA-molekyler. Vidare har jag studerat hur lipidmembran påverkar bildandet av amyloida fibriller av Aβ. Jag har visat att membran med den i hjärnan vanligast förekommande lipidhuvudgruppen (PC), katalyserar bildandet av amyloida Aβ-fibriller. Jag har också utvecklat en ny metod för att studera lipid-fibrill-interaktioner, baserad på fluorescensenergiöverföring (FRET). Slutligen har jag också studerat amyloidfibrillbildning av det blodsockerreglerande proteinet insulin. När insulin tillverkas i stor skala industriellt bildas aggregat i utrustningen som används för upprening. Jag har visat att man genom att optimera pH och genom tillsatts av lågmolekylära alkoholer som etanol i reningssteget kan minska fibrillbildningen för insulin väsentligt.