Nanopore Analysis of Wild-Type and Mutant Prion Protein (PrPC): Single Molecule Discrimination and PrPC Kinetics
Notice bibliographique
Résumé
Prion diseases are fatal neurodegenerative diseases associated with the conversion of cellular prion protein (PrP(C)) in the central nervous system into the infectious isoform (PrP(Sc)). The mechanics of conversion are almost entirely unknown, with understanding stymied by the lack of an atomic-level structure for PrP(Sc). A number of pathogenic PrP(C) mutants exist that are characterized by an increased propensity for conversion into PrP(Sc) and that differ from wild-type by only a single amino-acid point mutation in their primary structure. These mutations are known to perturb the stability and conformational dynamics of the protein. Understanding of how this occurs may provide insight into the mechanism of PrP(C) conversion. In this work we sought to explore wild-type and pathogenic mutant prion protein structure and dynamics by analysis of the current fluctuations through an organic α-hemolysin nanometer-scale pore (nanopore) in which a single prion protein has been captured electrophoretically. In doing this, we find that wild-type and D178N mutant PrP(C), (a PrP(C) mutant associated with both Fatal Familial Insomnia and Creutzfeldt-Jakob disease), exhibit easily distinguishable current signatures and kinetics inside the pore and we further demonstrate, with the use of Hidden Markov Model signal processing, accurate discrimination between these two proteins at the single molecule level based on the kinetics of a single PrP(C) capture event. Moreover, we present a four-state model to describe wild-type PrP(C) kinetics in the pore as a first step in our investigation on characterizing the differences in kinetics and conformational dynamics between wild-type and D178N mutant PrP(C). These results demonstrate the potential of nanopore analysis for highly sensitive, real-time protein and small molecule detection based on single molecule kinetics inside a nanopore, and show the utility of this technique as an assay to probe differences in stability between wild-type and mutant prion proteins at the single molecule level.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».