Cyclin-dependent Kinase 5 Phosphorylation of Familial Prion Protein Mutants Exacerbates Conversion into Amyloid Structure
Notice bibliographique
Résumé
Familial prion protein (PrP) mutants undergo conversion from soluble and protease-sensitive to insoluble and partially protease-resistant proteins. Cyclin-dependent kinase 5 (Cdk5) phosphorylation of wild type PrP (pPrP) at serine 43 induces a conversion of PrP into aggregates and fibrils. Here, we investigated whether familial PrP mutants are predisposed to Cdk5 phosphorylation and whether phosphorylation of familial PrP mutants increases conversion. PrP mutants representing three major familial PrP diseases and different PrP structural domains were studied. We developed a novel in vitro kinase reaction coupled with Thioflavin T binding to amyloid structure assay to monitor phosphorylation-dependent amyloid conversion. Although non-phosphorylated full-length wild type or PrP mutants did not convert into amyloid, Cdk5 phosphorylation rapidly converted these into Thioflavin T-positive structures following first order kinetics. Dephosphorylation partially reversed conversion. Phosphorylation-dependent conversion of PrP from α-helical structures into β-sheet structures was confirmed by circular dichroism. Relative to wild type pPrP, most PrP mutants showed increased rate constants of conversion. In contrast, non-phosphorylated truncated PrP Y145X (where X represents a stop codon) and Q160X mutants converted spontaneously into Thioflavin T-positive fibrils after a lag phase of over 20 h, indicating nucleation-dependent polymerization. Phosphorylation reduced the lag phase by over 50% and thus accelerated the formation of the nucleating event. Consistently, phosphorylated Y145X and phosphorylated Q160X exacerbated conversion in a homologous seeding reaction, whereas WT pPrP could not seed WT PrP. These results demonstrate an influence of both the N terminus and the C terminus of PrP on conversion. We conclude that post-translational modifications of the flexible N terminus of PrP can cause or exacerbate PrP mutant conversion. Background Conversion of prion protein occurs in familial prion diseases, but the exact mechanism is unknown. Results Phosphorylation at the N-terminal serine 43 causes or exacerbates conversion of familial prion protein mutants. Conclusion The N terminus and C terminus of prion protein both influence conversion into amyloid. Significance The flexible N terminus of prion protein plays a role in amyloid conversion and could indicate a novel target to prevent prion conversion.
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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) | 0,001 | 0,000 |
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