Structural study of biomarkers for neurodegenerative diseases

The research activity of my PhD focused on the following topics: • NMR conformational analysis of Aβ(1-42) in 50/50 HFIP/water v/v. • Design and study the interaction of peptides from the binding site of antibodies targeting Aβ(1-42) epitopes. • Study of interaction of heparin with α-synuclein1-61 region. Based on the amyloid‐β (Aβ) cascade hypothesis, abnormal accumulation of the amyloid-β (Aβ) peptides into toxic extracellular plaques is the leading cause of neurodegeneration and dementia in Alzheimer’s disease (AD) patients. The main components of the amyloid plaques are Aβ(1-40) and Aβ(1-42), soluble helical peptides that in overcoming toxic environmental conditions undergo a conformational transition to form β-sheet aggregates. HFIP/water mixtures have been used as an excellent system to monitor the conformational changes induced in the stable Aβ(1-42) solution structure by increasing water amounts. Aβ(1-42) studied by NMR in 80/20 HFIP/water v/v mixture revealed regular helical-kink-helical structure, while in the mixture containing higher water content - 30/70 HFIP/water v/v mixture - it lost this structure, to assume a succession of β-bends conformations while conserving regular α-helix on 11E-L17...

L’attività di ricerca del mio dottorato di ricerca si è concentrata sui seguenti temi: • Analisi conformazionale NMR di Aβ(1-42) in 50/50 HFIP/acqua v/v. • Progettazione e studio dell'interazione di peptidi a partire dal sito di legame degli anticorpi diretti contro gli epitopi Aβ(1-42). • Studio dell'interazione dell'eparina con la regione α-sinucleina1-61. Sulla base dell’ipotesi della cascata dell’amiloide-β (Aβ), l’accumulo anomalo dei peptidi dell’amiloide-β (Aβ) nelle placche extracellulari tossiche è la principale causa di neurodegenerazione e demenza nei pazienti con malattia di Alzheimer (AD). I componenti principali delle placche amiloidi sono Aβ(1-40) e Aβ(1-42), peptidi elicoidali solubili che in condizioni ambientali tossiche subiscono una transizione conformazionale per formare aggregati di foglietti β. Le miscele HFIP/acqua sono state utilizzate come sistema per monitorare i cambiamenti conformazionali indotti nella struttura stabile della soluzione Aβ(1-42) aumentando la quantità di acqua. L'Aβ(1-42) studiato mediante NMR nella miscela 80/20 HFIP/acqua v/v ha rivelato una struttura elicoidale-kink-elicoidale regolare, mentre nella miscela contenente un contenuto di acqua più elevato - miscela 30/70 HFIP/acqua v/v - ha rivelato una perdita di questa struttura, per assumere una successione di conformazioni di β-bend conservando l'α-elica regolare su 11E-L17...