Transthyretin กลายพันธุ์ ที่พบในคนไทยมีแนวโน้มเกี่ยวข้องกับการเกิดโรค
คำสำคัญ:
Transthyretin, การกลายพันธุ์, โปรตีนอะมิลอยด์, ความเป็นพิษต่อเซลล์บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาแนวโน้มในการก่อให้เกิดโรคของ Transthyretin กลายพันธุ์ (TTR variant) ณ ตาแหน่ง valine 122 ที่พบในคนไทย โดยทาการผลิต cDNA ของ TTR variant ดังกล่าว จาก cDNA ของคนปกติ ด้วยเทคนิค Site-Directed Mutagenesis แล้วเชื่อมต่อเข้าสู่เวคเตอร์ pPIC 3.5 ก่อนนาเข้าสู่ยีสต์ Pichia pastoris เพื่อให้ผลิตเป็นโปรตีน TTR variant และทาให้บริสุทธิ์โดยอาศัยเทคนิค preparative-native PAGE โปรตีน TTR variant ที่สังเคราะห์ได้ มีลักษณะการเคลื่อนที่บนโพลีอะครีลาไมด์เจลในสภาพธรรมชาติเร็วกว่าอัลบูมิน เช่นเดียวกับ TTR ที่พบในพลาสมาของคนปกติ จากการวิเคราะห์หาหน่วยย่อยด้วยเทคนิค sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) ปรากฏว่า TTR varaint มีมวลโมเลกุลหน่วยย่อยประมาณ 17 กิโลดาลตัน ความสามารถในการเกิดเป็นเส้นใย amyloid ถูกวัดด้วย Thioflavin T และสามารถเกิดเป็นเส้นใยได้เร็วกว่า L55P ภายใต้สภาวะปกติ แสดงให้เห็นว่า TTR variant นี้ มีความเสถียรของโครงสร้าง tetramer น้อยกว่า และผลการทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์ human neuroblastoma (LAN-5) โดยเทคนิค MTT แสดงให้เห็นว่า TTR variant นี้ มีความเป็นพิษต่อเซลล์สูงกว่า L55P ผลการวิจัยชี้ให้ถึงศักยภาพในการก่อโรคของ TTR กลายพันธุ์ชนิดนี้
เอกสารอ้างอิง
Ahmad, M., Hirz, M., Pichler, H. and Schwab, H. 2014. Protein expression in Pichia pastoris: recent achivements and perspective for heterologous protein production. Applied Microbiology Biotechnology 98(12): 5301- 5317.
Ando, Y., Nakamura, M. and Araki, S. 2005. Transthyretin-related familial amyloidotic polyneuropathy. Archives of Neurology 62(7): 1057-1062.
Arsequell, G. and Planas, A. 2012. Methods to evaluate the inhibition of TTR fibrillogenesis induced by small ligands. Current Medical Chemistry 19(1): 1-13.
Babbes, A.R.H., Powers, E.T. and Kelly, J.W. 2008. Quantification of the thermodynamically linked quaternary and tertiary structural stabilities of transthyretin and its disease- associated variants-the relationship between stability and amyloidosis. Biochemistry 47(26): 6969-6984.
Balamurugan, V., Reddy, G.R. and Suryanarayana, V.V.S. 2007. Pichia pastoris: A notable heterologous expression system for the production of foreign proteins-vaccines. Indian Journal of Biotechnology 6: 175-180.
Carr, A.S., Pelayo-Negro, A.L., Jaunmuktane, Z., Scalco, R.S., Hutt, D., Evans, M.R., Heally, E., Brandner, S., Holton, J., Blake, J., Whelan, C.J., Wechlekar, A.D., Gillmore, J.D., Hawkins, P.N. and Reilly, M.M. 2015. Transthyretin V122I amyloidosis with clinical and histological evidence of amyloid neuropathy and myopathy. Neuromuscular Disorders 25(6): 511-515.
Cavallaro, T., Martone, R.L., Dwork, A.J., Schon, E.A. and Herbert, J. 1990. The retinal pigment epithelium is the unique site of transthyretin synthesis in the rat eye. Investigative Ophthalmology and Visual Science 31(3): 497-501.
Cereghino, J.L. and Cregg, J.M. 2000. Heterologous protein expression in the methylotrophic yeast Pichia Pastoris. FEMS Microbiology Review 24(1): 45-66.
Duan, W., Richardson, S.J., Kohrle, J., Chang, L., Southwell, B.R., Harms, P.J., Brack, C.M., Petterson, T.M. and Schreiber, G. 1995. Binding of thyroxine to pig transthyretin, its cDNA structure, and other properties. European Journal of Biochemistry 230(3): 977-986.
Ferreira, P., Anna, O.S., Varejao, N., Lima, C., Novis, S., Barbosa, R.V., Caldeira, C.M., Rumjnek, F.D., Ventura, S., Cruz, M.W. and Foguel, D. 2013. Structure-based analysis of transthyretin involved in familial amyloid cardiomyopathy. Plos One 8(12): 1-14.
Groenning, M. 2010. Binding mode of Thioflavin T and other molecular probes in the context of amyloid fibrils-current status. Journal of Chemical Biology 3: 1-18.
Hou, X., Richardson, S.J., Aguilar, M.I. and Small, D.H. 2005. Binding of amyloidogenic transthyretin to the plasma membrane alters membrane fluidity and induces neurotoxicity. Biochemistry 44(34): 11618-11627.
Ikeda, S. 2004. Cardiac amyloidosis: Heterogenous pathogenic backgrounds. Internal Medicine 43(12): 1107-1114.
Jacobson, D.R., Pastore, R.D., Yaghoubian, R., Kane, I., Gallo, G., Buck, F.S. and Buxbaum, J.N. 1997. Variant-sequence transthyretin (isoleucine 122) in late-onset cardiac amyloidosis in black Americans. The New England Journal of Medicine 336(7): 466-473.
Jiang, X., Buxbaum, J.N. and Kelly, J.W. 2001. The V122I cardiomyopathy variant of transthyretin increases the velocity of rate-limiting tetramer dissociation, resulting in accelerated amyloidosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98(26): 14943-14948.
Khurana, R., Coleman, C., Zanetti, C.I., Carter, S.A., Krishna, V., Grover, R.K., Roy, R. and Sing, S. 2005. Mechanism of thioflavin T binding to amyloid fibrils. Journal of Structure Biology 151: 229-238.
Kierdorf, K. and Fritz, G. 2013. RAGE regulation and signaling in inflammation and beyond. Journal of Leukocyte Biology 94: 55-68.
Lai, Z., Colon, W. and Kelly, J.W. 1996. The acid-mediated denaturation pathway of transthyrtin yields a conformational intermediate that can self-assemble into amyloid. Biochemistry 35: 6470-6848.
Lashuel, H.A., Wurth, C., Woo, L. and Kelly, J.W. 1999. The most pathogenic transthyretin variant, L55P, form amyloid fibrils under acidic conditions and protofilaments under physiological conditions. Biochemistry 38: 13560-13573.
Leelawatwattana, L., Praphanphoj, V. and Prapunpoj, P. 2011. Effect of the N-terminal sequence on the binding affinity of transyhyretin for human retinol-binding protein. FEBS Journal 278(18): 3337-3347.
Palha, J.A. 2002. Transthyretin as a thyroid hormone carrier: function revisited. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 40(12): 1292-1300.
Patrick, S.M., Fazenda, M.L., McNeil, B. and Harvey, L.M. 2005. Heterologous protein production using the Pichia pastoris expression system. Yeast 22: 249-270.
Prapunpoj, P., Leelawatwatana, L., Schreiber, G. and Richardson, S.J. 2006. Change in structure of the N-terminal region of transthyretin produces change in affinity of transthyretin to T4 and T3. FEBS Journal 273(17): 4013-4023.
Prapunpoj, P., Richardson, S.J. and Schreiber, G. 2002. Crocodile transthyretin: structure, function, and evolution. American Journal of Physiology Regulatory Integrative and Comparative Physiology 283(4): R885-R896.
Quintas, A., Sariava, M.J.M. and Brioto, R.M.M. 1997. The amyloidogenic potential of transthyretin variants correlates with their tendency to aggregate in solution. FEBS Letters 418(3): 297-300.
Quintas, A., Sariava, M.J.M. and Brioto, R.M.M. 1999. The tetrameric protein transthyretin dissociates to a non-native monomer in solution A NOVEL MODEL FOR AMYLOIDOGENESIS. Journal of Biological Chemistry 274(46): 32943-32949.
Quintas, A., Vaz, D.C., Cardoso, I., Sariava, M.J.M. and Brioto, R.M.M. 2001. Tetramer dissociation and monomer partial unfolding precedes protofibril formation in amyloidogenic transthyretin variants. Journal of Biological Chemistry 276(29): 27207-27213.
Reixach, N., Deechongkit, S., Jiang, X., Kelly, J.W. and Buxbaum, J.N. 2004. Tissue damage in the amyloidosis: Transthyretin monomers and nonnative oligomers are the major cytotoxic species in tissue culture. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101(9): 2817-2822.
Sant’anna, R.O., Braga, C.A., Polikarpov, I., Ventura, S., Mauricio, L., Lima, T.R. and Foguel, D. 2013. Inhibition of human transthyretin aggregation by non-steriodal anti-inflamatory compounds: A structural and thermodynamic analysis. International Journal of Molecular Sciences 14(3): 5284-5311.
Schmidt, A.M., Yan, S.D., Yan, S.F. and Stern, D.M. 2000. The biology of the receptor for advance glycation end products and its ligands. Biochemica et Biophysica Acta 1498: 99-111.
Schreiber, G. 2002. The evolution of transthyretin synthesis in the choroid plexus. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 40(12): 1200-1210.
Sebastião, M.P., Saraiva, M.J. and Damas, A.M. 1998. The crystal structure of amyloidogenic Leu55Pro transthyretin variant reveals a possible pathway for transthyretin polymerization into amyloid fibrils. Journal of Biological Chemistry 273(38): 24715-24722.
Sousa, M.M., Fernandes, R., Palha, J.A., Taboada, A., Vieira, P. and Saraiva, M.J. 2002. Evidence for early cytotoxic aggregates in transgenic mice for human transthyretin Leu55Pro. The American Journal of Pathology 161(5): 1935-1948.
Sousa, M.M. and Saraiva, M.J. 2003. Neurodegeneration in familial amyloid polyneuropathy: from pathology to molecular signaling. Progress in Neurobiology 71(5): 385-400.
Sousa, M.M., Yan, S.D., Fernandes, R., Guimaraes, A., Stern, D. and Sariava, M.J. 2001. Familial amyloid polyneuropathy: receptor for advance glycation end products-dependent triggering of neuronal inflammatory and apoptotic pathway. The Journal of Neuroscience 21(19): 7576-7586.
Sousa, M.M., Yan, S.D., Stern, D. and Sariava, M.J. 2000. Interaction of the receptor for advanced glycation end product (RAGE) with transthyretin triggers nuclear transcription factor kB (NF-kB) activation. Laboratory Investigation 80(7): 1101-1110.
Terry, C., Damas, A.M., Oliveira, P., Saraiva, M.J., Alves, I., Costa, P., Sakaki, Y. and Blake, C. 1993. Structure of Met30 variant of transthyretin and its amyloidogenic implications. The EMBO Journal 12(2): 735-741.
Ueda, M. and Ando, Y. 2014. Recent advances transthyretin amyloidosis therapy. Translational Neurodegeneration 3(19): 1-10.
Westen, M.W.T., van der Bosch, T.J., Wind, R.D., Mooibroek, H. and de Wolf, F.A. 1999. High-yield secretion of recombinant gelatins by Pichia pastoris. Yeast 15(11): 1087-1096.
Xiang, Q., Bi, R., Xu, M., Zhang, D.F., Tan, L., Zhang, C., Fang, Y., Yao, Y.G. 2017. Rare genetic variants of the transthyretin gene and associated with Alzheimer’s disease in Han Chinese. Molecular Neurobiology 54(7): 5192-5200.
Yang, M., Lei, M. and Huo, S. 2003. Why is Leu55→Pro55 transthyretin variant the most amyloidogenic: Insight from molecular dinamics simulations of transthyretin monomers. Protein Science 12: 1222-1231.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็น ต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นลิขสิทธ์ของวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อการกระทำการใดๆจะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษ์อักษรจากวารสาร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัยก่อนเท่านั้น



