今天小帕給大家解讀一篇2023 年 7 月 19 日發(fā)表在Journal of Agricultural and Food Chemistry（ IF：6.1 ）雜志上的文章：“Espresso Coffee Mitigates the Aggregation and Condensation of Alzheimer′s Associated Tau Protein”（濃縮咖啡減輕與阿爾茨海默病相關的Tau蛋白聚集和凝結(jié)）。本研究通過實驗發(fā)現(xiàn)，濃縮咖啡可以減輕與阿爾茨海默病相關的tau蛋白的聚集和凝結(jié)，為阿爾茨海默病的治療提供了新的思路和方法。

關鍵詞：??tau蛋白， 咖啡， 蛋白質(zhì)聚集， 核磁共振， 生物活性分子， 液-液相分離， 阿爾茨海默病

研究背景

論文背景：濃縮咖啡是世界上最受歡迎的飲料之一，近期的研究表明，咖啡飲料對神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病具有保護作用。

過去方案:?過去的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)咖啡中的許多化合物具有有益的生物活性，如抗氧化劑、抑制淀粉樣蛋白形成和神經(jīng)毒性等。

論文的Motivation:阿爾茨海默病是一種以Tau蛋白在腦內(nèi)的聚集為特征的疾病，而Tau蛋白的聚集與疾病的發(fā)展密切相關。本研究旨在探索濃縮咖啡對Tau蛋白聚集和凝結(jié)的影響，以及尋找可能的治療靶點和分子支架。

研究思路

a. 理論背景：

?本研究旨在調(diào)查濃縮咖啡提取物的分子組成及其防止tau蛋白聚集和凝結(jié)的能力。

?通過使用透射電子顯微鏡（TEM）測量、核磁共振（NMR）光譜實驗、液液相分離實驗、細胞活力和種子基礎聚集實驗等方法進行實驗。

b. 技術路線：

?使用TEM測量方法對tau4RD聚集物進行測量。

?使用NMR光譜實驗對咖啡提取物中的化合物進行分析。

?使用液液相分離實驗觀察tau4RD的形成。

?使用細胞活力和種子基礎聚集實驗評估tau4RD蛋白的聚集情況。

結(jié)果解讀

a. 詳細的實驗設置：

?使用TEM測量方法對tau4RD聚集物進行測量，使用10 μL的tau4RD聚集物，稀釋至最終濃度為5 μM。

?使用NMR光譜實驗對咖啡提取物中的化合物進行分析，使用600 MHz的Bruker Avance III光譜儀進行實驗。

?使用液液相分離實驗觀察tau4RD的形成，使用肝素誘導液液相分離，觀察tau4RD的形成。

?圖像是在樣品制備后的0、5和30分鐘內(nèi)獲取的。蛋白質(zhì)濃度為35 μM，肝素濃度為8.75 μM。圖像中的比例尺為10 μm。

?使用細胞活力和種子基礎聚集實驗評估tau4RD蛋白的聚集情況，使用H4-APPswe神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞進行實驗。

b. 詳細的實驗結(jié)果：

?實驗結(jié)果顯示，咖啡因和其他咖啡提取物中的生物活性化合物對tau蛋白的聚集具有抑制作用。

?咖啡提取物可以防止有序纖維結(jié)構(gòu)的形成，并破壞纖維的形態(tài)。

?咖啡因和genistein對纖維的形成也具有強烈的抑制作用。

?咖啡提取物的高濃度會導致形成球形寡聚體而不是纖維。

?咖啡提取物和genistein影響tau凝聚物的穩(wěn)定性和成熟度，而其他化合物的影響較小。

數(shù)據(jù)圖如下：

圖 1.全長 tau（tauFL）和包含四重復區(qū)的較短構(gòu)建體 tau4RD?的結(jié)構(gòu)域。紅條表示被稱為聚集核的六肽圖案的位置。

圖 2.（A）5 mg/mL凍干濃縮咖啡提取物的1H NMR譜。（B）本研究中分析的咖啡衍生分子的分子結(jié)構(gòu)。

圖 3.tau 構(gòu)象轉(zhuǎn)變的時間過程。

圖 4.tau4RD?聚集體的透射電子顯微鏡觀察。在不同濃度的咖啡提取物或單一化合物存在下，tau4RD聚集體的代表性透射電子顯微鏡圖像。

圖 5.咖啡化合物對 tau 凝聚的影響。

圖 6.咖啡化合物與 tau 聚集體的相互作用。

圖 7.（A）細胞模型中用于細胞活力和基于播種的聚集檢測的樣品制備示意圖。(B) 對未處理（NT）或用 A 中所述方法獲得的顆?；蛟倌禾幚?48 小時的 H4-APPswe 神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞進行的細胞活力檢測。(C) 用緩沖液和 400 μg/mL 咖啡提取物處理 tau4RD?聚集樣品后，對細胞不溶性部分的免疫印跡分析。

圖 S1.tau 構(gòu)象轉(zhuǎn)變的時間過程。

圖 S2.通過核磁共振評估咖啡因與肝素和 ThT 的相互作用。

圖 S3.通過核磁共振評估染料木素與肝素和 ThT 的相互作用。

圖 S4.通過核磁共振評估可可堿與肝素和 ThT 的相互作用。

圖 S5.用核磁共振評估三尖杉酯堿與肝素和 ThT 的相互作用。

圖 S6.用 TEM 評估聚集體形態(tài)。在生物活性化合物存在下形成的 tau4RD?細絲的 TEM 圖像。生物活性化合物存在時形成的 tau4RD?細絲的 TEM 圖像。

圖 S7.聚合體形態(tài)的定量分析。

圖 S8.咖啡提取物對 tau 凝聚物的影響。

圖 S9.咖啡因?qū)?tau 凝聚物的影響。

圖 S10.染料木素對 tau 凝聚物的影響。

圖 S11.咖啡化合物與 tau 聚合物的相互作用。

圖 S12.細胞內(nèi)實驗樣品的 SDS-PAGE 和免疫印跡分析。

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01072

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