Suppr超能文献

C9orf72 肌萎缩侧索硬化症/额颞叶痴呆中二肽重复蛋白对 FUS/TDP43-RNA 凝聚的影响。

The Effect of Dipeptide Repeat Proteins on FUS/TDP43-RNA Condensation in C9orf72 ALS/FTD.

机构信息

Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen, Groningen 9747AG, the Netherlands.

出版信息

J Phys Chem B. 2024 Oct 3;128(39):9405-9417. doi: 10.1021/acs.jpcb.4c04663. Epub 2024 Sep 23.

Abstract

Condensation of RNA binding proteins (RBPs) with RNA is essential for cellular function. The most common familial cause of the diseases ALS and FTD is C9orf72 repeat expansion disorders that produce dipeptide repeat proteins (DPRs). We explore the hypothesis that DPRs disrupt the native condensation behavior of RBPs and RNA through molecular interactions resulting in toxicity. FUS and TDP43 are two RBPs known to be affected in ALS/FTD. We use our previously developed 1-bead-per-amino acid and a newly developed 3-bead-per-nucleotide molecular dynamics model to explore ternary phase diagrams of FUS/TDP43-RNA-DPR systems. We show that the most toxic arginine containing DPRs (R-DPRs) can disrupt the RBP condensates through cation-π interactions and can strongly sequester RNA through electrostatic interactions. The native droplet morphologies are already modified at small additions of R-DPRs leading to non-native FUS/TDP43-encapsulated condensates with a marbled RNA/DPR core.

摘要

RNA 结合蛋白 (RBPs) 与 RNA 的凝聚对于细胞功能至关重要。导致 ALS 和 FTD 疾病的最常见家族性原因是 C9orf72 重复扩展障碍,该障碍会产生二肽重复蛋白 (DPRs)。我们探索了这样一种假设,即 DPRs 通过分子相互作用破坏 RBPs 和 RNA 的天然凝聚行为,从而导致毒性。FUS 和 TDP43 是两种已知在 ALS/FTD 中受到影响的 RBPs。我们使用我们之前开发的每个氨基酸一个珠子和新开发的每个核苷酸三个珠子的分子动力学模型来探索 FUS/TDP43-RNA-DPR 系统的三元相图。我们表明,最具毒性的含精氨酸的 DPRs (R-DPRs) 可以通过阳离子-π 相互作用破坏 RBP 凝聚体,并可以通过静电相互作用强烈隔离 RNA。在添加少量 R-DPR 的情况下,天然液滴形态已经发生改变,导致具有大理石状 RNA/DPR 核心的非天然 FUS/TDP43 包裹凝聚体。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/a4a9/11457143/d128751c8d74/jp4c04663_0001.jpg

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