GM1‐Gangliosid hemmt die β‐Amyloid‐Oligomerisation, während Sphingomyelin diese initiiert

• Published in: Angewandte Chemie 2016-08, Vol.128 (32), p.9557-9562
• Main Authors: Amaro, Mariana, Šachl, Radek, Aydogan, Gokcan, Mikhalyov, Ilya I., Vácha, Robert, Hof, Martin
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Alzheimer-Krankheit; Amyloid-Beta-Peptide; Diffusionskoeffizienten; Fluoreszenzspektroskopie; Neuroprotektiva
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201603178

β‐Amyloid(Aβ)‐Oligomere sind neurotoxisch und werden mit der Alzheimer‐Krankheit in Verbindung gebracht. Es wird davon ausgegangen, dass neuronale Plasmamembranen die Entstehung dieser Aβ‐Oligomere im lebenden Organismus verursachen. In Studien unter extremen, unphysiologischen Bedingungen wurde gezeigt, dass die Membrankomponenten Sphingomyelin und Gangliosid‐GM1 die Aggregation von Aβ begünstigen. Hier zeigen wir, dass physiologischen Konzentrationen von GM1‐Molekülen, die in Nanodomänen organisiert sind, die Oligomerisation von Aβ40‐Monomeren nicht begünstigen. Wir zeigen ebenfalls, dass das Lipid Sphingomyelin die Oligomerisation von Aβ40 initiiert und dass GM1 dem entgegenwirkt und somit der Oligomerisation vorbeugt. Die präventive Rolle von GM1 in der Oligomerisation von Aβ40 deutet darauf hin, dass sinkende Konzentrationen von GM1 im Gehirn, welche z. B. während des Altern festgestellt wurden, den Schutz gegen Aβ‐Oligomerisation beeinträchtigen und zur Alzheimer‐Krankheit führen könnten. Fluoreszenztechniken zeigen, dass Sphingomyelin die spontane Oligomerisation von β‐Amyloid‐Monomeren spezifisch auslöst, und Simulationen lassen vermuten, dass Sphingomyelin die Bildung von Beta‐Faltblatt‐Strukturen in monomeren Peptiden fördert. Physiologische Mengen von GM1 verhindern die Oligomerisation, sodass GM1 ein protektiver Faktor ist und nicht ein Beschleuniger der toxischen Oligomerisation.