Insights on the Binding of Thioflavin Derivative Markers to Amyloid-Like Fibril Models from Quantum Chemical Calculations
Notice bibliographique
Résumé
Thioflavin-T (ThT) is one of the most widely used dyes for staining and identifying amyloid fibrils, which share a common parallel in register β-sheet structure. Unfortunately, ThT is a charged molecule, which limits its ability to cross the blood brain barrier and its use as an efficient dye for in vivo detection of amyloid fibrils. For this reason, several uncharged ThT derivatives have been designed and their binding properties to Aβ fibrils studied by fluorescence assays. However, there are still many unknowns on the binding mechanism and the role of noncovalent interactions on the affinity of these ligands toward β-sheet structures. The present contribution analyzes the binding of ThT (1) and neutral ThT derivatives (2-7) to a β-sheet model by means of quantum chemical B3LYP-D calculations and including solvent effects with the continuum CPCM method. Results show that, in all cases, ligand binding is mainly driven by dispersion interactions. In addition, ligands with -NH groups display hydrogen bond interactions with CO groups of the peptide strand, increasing the intrinsic affinity toward the β-sheet surface. Solvent effects notably reduce the affinity of charged ThT, as compared to neutral systems, due to its larger solvation energy. As a result, neutral derivatives display significantly higher affinities than ThT in solution, in agreement with experimental observations. Analysis of the hydrogen bonding network of the β-sheet structure indicates that stacking interactions upon ligand binding induce a shortening of interstrand hydrogen bonding, suggesting a strengthening of the β-sheet.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».