利用籠化TDP-43胜肽片段觀察光引導類澱粉纖維形成之過程

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趙書漢(Shu-Han Chao) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

利用籠化TDP-43胜肽片段觀察光引導類澱粉纖維形成之過程
(Monitoring the light-induced amyliodogenesis with caged TDP-43 peptides)

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摘要(中)

透過實驗室先前的研究成果，我們發現TDP-43 蛋白質的胜肽片
段，其具有快速聚集化形成類澱粉纖維之特性，利用此片段快速聚集
化之特性，本研究在光解前後此胜肽聚集化形成類澱粉纖維之速度會
有極大差異，因此在結構上的轉變也會相差許多，而後經由時間培養
使用圓二色光譜儀鑑別其照光前後之二級結構；穿透式電子顯微鏡觀
察其照光前後構形的變化；可見光紫外光光譜儀偵測其照光前後混濁
度之差異。於活細胞實驗中，先將此胜肽片段合成上螢光基團後，再
加入細胞中進行觀察。此光化學胜肽可以順利進入細胞內與加入
AICAR 後mislocalization 的TDP-43 蛋白質相互作用。透過足夠UV
光的照射，失去抑制聚集化形成類澱粉纖維的胜肽，將與細胞質內的
TDP-43 蛋白質互相作用，並經由引晶效應（seeding effect）使TDP-43
蛋白質聚集化而形成aggregates。此光化學胜肽極有潛力能成為一個
ALS 在疾病上的模型（disease model），且可以期待它在其它神經退
化性疾病中的廣泛討論與應用。

摘要(英)

Photolytic device has been used widely in the controlled release of
chemicals. Previously we have identified the core sequence of TDP-43’s
C terminus and characterized its rapid aggregation and amyloidogenesis.
In this study, we synthesized a photochemically inducible peptide.
Provided that the amyloidogenicity of the peptide would be only activated
upon UV-initiated photocleavage. From 1) the ultrastructural changes
observed under a transmission electron microscope (TEM), 2) the
secondary structure alteration revealed by circular dichroism (CD), and 3)
the turbidity assessed by UV–visible spectrophotometer, the significant
changes of the peptide after UV illumination were reported. In addition to
the in vitro characterizations, the fluorophore was conjugated to the
peptide to learn its dynamics in neuronal cells since it also confers cell
membrane permeability. Of note, only UV-mediated release of this
peptide is capable of triggering cytosolic TDP-43 to form amyloid fiber.
Taken these together, this photochemically inducible peptide could serve
as a simple but powerful disease model of ALS and its further application
on neurodegenerative diseases is highly expected as well.

關鍵字(中)

★ 胜肽

關鍵字(英)

★ TDP-43

論文目次

目錄
摘要 III
Abstract IV
目錄 VII
圖目錄 VIII
表目錄 X
附圖目錄 XI
縮寫表 XII
第一章緒論 1
1.1 神經退化性疾病 1
1.2 肌萎縮性脊髓側索硬化症 3
1.3 TAR DNA-binding protein 43 5
1.3.1 TAR DNA-binding protein 43 5
1.3.2 TDP-43聚集化現象與其C端的關係 6
1.3.3 TDP-43聚集化現象與引晶效應的關係 7
1.4 類澱粉纖維性質與測試 9
1.5 細胞穿膜序列與多正電序列 10
1.5.1 訊號序列與細胞穿膜序列 10
1.5.2 多正電序列 12
1.6 非天然光裂解胺基酸（類胺基酸光裂解分子） 13
1.7 研究動機與目的 15
1.8 研究實驗流程 16
第二章實驗器材與方法 17
2.1 實驗儀器與藥品 17
2.1.1 實驗儀器 17
2.1.2 實驗藥品 18
2.2 固相胜肽合成法（SPPS） 19
2.3 高效液相層析（HPLC） 22
2.4 圓二色光譜儀 25
2.5 穿透式電子顯微鏡 27
2.6 紫外光-可見光光譜儀 29
2.7 紫外光LED點固化系統 30
2.8 細胞培養與TDP-43蛋白質表達 31
第三章實驗結果 32
3.1 光化學胜肽的設計 32
3.2 光化學胜肽的合成、純化與定量 33
3.3 光化學胜肽的照光測試及光裂解反應機構 35
3.4 光化學胜肽的定性分析 36
3.4.1 光化學胜肽照光前後的二級結構比較及分析 36
3.4.2 光化學胜肽照光前後在電子顯微鏡下的變化與比較 38
3.4.3 光化學胜肽的混濁度測試 39
3.5 光化學胜肽螢光標記 40
3.6 螢光胜肽與表達EGFP-TDP-43且使用AICAR之細胞 41
3.7 螢光胜肽與表達EGFP-TDP-43且未使用AICAR之細胞 44
第四章總結與討論 47
4.1 研究總結 47
4.2 研究討論 48
參考文獻 49
附圖 51

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指導教授

李賢明、謝發坤(Hsien-Ming Lee)

審核日期

2015-7-20

推文