Structure and Thermodynamics of Amylin Dimer Studied by Hamiltonian-Temperature Replica Exchange Molecular Dynamics Simulations
Notice bibliographique
Résumé
The loss of the insulin-producing β-cells in the pancreatic islets of Langerhans, responsible for type-II diabetes, is associated with islet amyloid deposits. The main component of these deposits is the amyloid fibrils formed by the 37-residue human islet amyloid polypeptide (hIAPP also known as amylin). Although the fibrils are well characterized by cross β structure, the structure of the transient oligomers formed in the early stage of aggregation remains elusive. In this study, we apply the Hamiltonian-temperature replica exchange molecular dynamics to characterize the structure and thermodynamics of a full-length hIAPP dimer in both the presence and the absence of the Cys2-Cys7 disulfide bond. We compare these results with those obtained on the monomeric and dimeric forms of rat IAPP (rIAPP) with a disulfide bridge which differ from the hIAPP by 6 amino acids in the C-terminal region, but it is unable to form fibrils. Using a coarse-grained protein force field (OPEP-the Optimized Potential for Efficient peptide structure Prediction) running for a total of 10-28 μs per system studied, we show that sequences sample α-helical structure in the N-terminal region but that the length of this secondary element is shorter and less stable for the chains without the disulfide bridge (residues 5-16 for hIAPP with the bridge vs 10-16 for hIAPP without the bridge). This α-helix is known to be an important transient stage in the formation of oligomers. In the C-terminal, the amyloidogenic region of hIAPP, β-strands are seen for residues 17-26 and 30-35. On the contrary, no significant β-sheet content in the C-terminal is observed for either the monomeric or the dimeric rIAPP. These numerical results are fully consistent with recent experimental findings that the N-terminal residues are not part of the fibril by forming α-helical structure but rather play a significant role in stabilizing the amyloidogenic region available for the fibrillation.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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.
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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 tête enseignante, 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 ».