Amyloid Fibril Formatioun mam UIP400MTP Mikroplate Sonicator
Amyloid Fibrillen, sou wéi Kristalle, bilden duerch e Prozess vun Nukleatioun a spéider Wuesstum. Wéi och ëmmer, wéinst der héijer fräier Energiebarriär vun der Nukleatioun, geschitt spontan Amyloid Fibrillbildung nëmmen no enger längerer Lagphase. Ultrasonication ass entstanen als e mächtegt Instrument fir Amyloid Nukleatioun ze induzéieren, doduerch d'Fibrilbildung wesentlech beschleunegt. Wann kombinéiert mat engem Mikroplate Lieser mat Thioflavin T (ThT) Fluoreszenz, erlaabt Ultraschall High-Throughput Detektioun vun Amyloid Fibrillen a verschidde Proben gläichzäiteg.
Ultraschall induzéiert Amyloid Fibrilbildung mam UIP400MTP Mikroplate Sonicator
Mat der UIP400MTP Multi-Well Platte Sonicator, Amyloid Fibrillen vun der selwechter Qualitéit a grousse Quantitéite kënne séier fir Fuerschungszwecker synthetiséiert ginn. Dës effizient Approche erlaabt d'Protein Amyloidogenizitéit ze studéieren. Dës Technik erliichtert séier a reproduzéierbar Amyloid Fibrillatioun, wéi bewisen mat β2-Mikroglobulin (β2-m), en amyloidogene Protein assoziéiert mat dialyse-verbonne Amyloidose.
Einfach Experimentell Approche: Ultraschall induzéiert Amyloid Fibrillatioun
Fir d'Fibrilbildung z'induzéieren, gouf eng 96-Well Mikroplatte am Zentrum vum UIP400MTP Multi-Well Platte-Sonicator plazéiert, wat eng eenheetlech Ultraschallbelaaschtung iwwer all Brunnen garantéiert. Déi experimentell Konditioune waren wéi follegt:
- All Well enthält 0,2 ml β2-Mikroglobulin Léisung (0,3 mg / ml, pH 2,5) ergänzt mat 5 μM ThT.
- D'Plack gouf Ultraschallzyklen ënnerworf, sou wéi 1-Minute Ultraschall gefollegt vun 9 Minutte Paus.
- Post-Sonication, ThT Fluoreszenz gouf mat engem Mikroplate Lieser gemooss.
(cf So et al., 2011)
Verglach mat konventionell Agitation
Am Verglach mat traditionelle Agitatiounsmethoden huet d'Ultraschall drastesch d'Laagphase vun der Fibrilbildung reduzéiert. Ënner konventionell Mikroplate-Schüttelbedingunge weisen nëmmen 1 vun 10 Wells eng erhéicht ThT-Fluoreszenz no 20 Stonnen. Am Géigesaz, benotzt zyklesch Ultraschall (15 Minuten Sonikatioun gefollegt vu 5 Minuten Rou), eng bedeitend ThT Fluoreszenz Erhéijung gouf direkt no der éischter Sonikatiounsbehandlung festgestallt.
Rapid Beschleunegung vun der Fibrillatiounskinetik
D'Resultater vun So et al. (2011) bewisen datt déi spontan Fibrillbildung vu β2-Mikroglobulin bei pH 2.5 vu e puer Stonnen op just 10-15 Minutten mat Ultraschall beschleunegt ka ginn.
Atomkraaftmikroskopie (AFM) Biller bestätegt datt Fibrillen, déi iwwer 10-Minuten Ultraschall all 15 Minuten generéiert goufen, morphologesch net z'ënnerscheeden vun deenen, déi mat 1-Minute Ultraschall all 10 Minuten geformt goufen. Dëst beliicht d'Reproduzibilitéit a Robustheet vun ultraschall induzéierter Amyloidfibrillatioun.
AFM Biller vun Amyloid Fibrillen produzéiert duerch 1-min Ultrasonication all 10 min (i), duerch 10-min sonication all 15 min (ii), an duerch d'Saatreaktioun ouni Ultrasonication (iii). Déi wäiss Skala Bar representéiert 1 μm.
Etude a Biller: ©So et al., 2011
Fibrillatioun bei neutralen pH Konditiounen
Och ënner neutralen pH-Konditiounen gouf d'Fibrilbildung no enger Lagzäit vun 1.5 Stonnen erreecht, wat beweist datt d'Ultraschall d'energesch Barrière fir Nukleatioun a Wuesstum wesentlech senkt. Dëst ënnerstëtzt weider d'Hypothese datt Amyloid Fibrillatioun haaptsächlech eng kierperlech Reaktioun ass, gréisstendeels limitéiert duerch d'Nukleatiounsenergie Barrière, déi d'Ultraschall effektiv reduzéiert.
Impakt op Amyloid-Zesummenhang Krankheet Fuerschung
Déi liicht an zouverlässeg Bildung vun Amyloidfibrillen mam UIP400MTP Mikroplate-Sonicator hält bedeitend Implikatioune fir Alzheimer Krankheet (AD) Fuerschung an aner Amyloid-verwandte Stéierungen, wéi Parkinson Krankheet, Typ II Diabetis, a systemesch Amyloidosen. An AD ass Amyloid-β (Aβ) Aggregatioun e Schlëssel pathologescht Markenzeechen, awer d'Studie vu senger Fibrillatiounskinetik bleift Erausfuerderung wéinst laange Lagphasen a Variabilitéit a konventionelle Methoden. Ultrasonication-driven Fibrillbildung beschleunegt d'Nukleatioun, suergt fir eng héich Reproduzibilitéit a reduzéierter Verännerlechkeet, wat entscheedend ass fir potenziell Inhibitoren ze screenen an amyloidogene Mechanismen ze verstoen. Ausserdeem erméiglecht d'High-Throughput Kapazitéit vum UIP400MTP grouss-Skala Ermëttlungen iwwer Proteinfehlfoldung an Aggregatioun, déi d'Entdeckung vun therapeuteschen Agenten erliichtert, déi d'Fibrillbildung moduléiere kënnen a potenziell neurodegenerativ Progressioun reduzéieren.
Dës Etude etabléiert Ultraschall mat der UIP400MTP Multi-Well Platte Sonicator als eng héich effizient Method fir d'Amyloid Fibrilbildung ze beschleunegen. D'Haaptvirdeeler vun dëser Approche enthalen:
- Dramatesch Reduktioun vun der Lagzäit fir Fibrillatioun.
- Eenheetlech Ultraschallbelaaschtung iwwer all Brunnen, wat reproduzéierbar Fibrilbildung erméiglecht.
- High-Throughput Screening Kapazitéit, mécht et gëeegent fir Genom-breet Sich no Protein Amyloidogenizitéit.
Duerch d'Integratioun vun Ultraschall mat ThT Fluoreszenz Detektioun, bitt dës Method eng séier, skalierbar an zouverléisseg Plattform fir Amyloid Fibrillatioun ze studéieren. Wéinst senger Effizienz an héijer Duerchschnëttspotenzial kann dës Approche d'einfach Synthese vun Amyloidfibrillen fir biophysikalesch a pharmazeutesch Fuerschung erliichteren, e verspriechend Tool fir Amyloid-relatéierte Studien an Drogenscreening ze bidden.
High-Throughput EM Extraktioun mat der 96-Well Placke sonicator UIP400MTP
Literatur / Referenzen
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Masatomo So, Hisashi Yagi, Kazumasa Sakurai, Hirotsugu Ogi, Hironobu Naiki, Yuji Goto (2011): Ultrasonication-Dependent Acceleration of Amyloid Fibril Formation. Journal of Molecular Biology, Volume 412, Issue 4, 2011. 568-577.
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
Oft gestallten Froen
Wat ass Amyloid Primär Nukleatioun?
Amyloid primär Nukleatioun ass den initialen, Taux-limitéierte Schrëtt an der Amyloid Fibrilbildung, wou monomer Proteine konformational Verännerungen ënnerhuelen an sech selwer an e kriteschen Kär sammelen. Dëse Kär déngt als Schabloun fir weider Aggregatioun.
Wéi gëtt e Fibril an Amyloidose geformt?
Bei Amyloidose aggregéiere falsch geklappte Proteine iwwer Nukleatiounsofhängeger Polymeriséierung. Wann e Kär geformt ass, verlängeren d'Monomere séier an β-Blat-räich Fibrillen duerch sekundär Nukleatioun a Schablounwachstum, wat zu Amyloidablagerungen féiert.
Wat ass Amyloid Fibril Polymorphismus?
Amyloid Fibril Polymorphismus bezitt sech op strukturell Variatiounen a Fibrillen, déi vum selwechte Protein geformt sinn. Differenzen an der Fibril Morphologie, Protofilamentarrangement, a molekulare Verpackung entstinn wéinst Ëmweltbedéngungen, Mutatiounen oder verschidden Aggregatiounsweeër.
Wat ass den Ënnerscheed tëscht Amyloid Fibrillen a Plaques?
Amyloid Fibrille si linear, β-Blat-räich Proteinaggregate, wärend Amyloid Plaques extrazellulär Oflagerunge vun aggregéierte Fibrillen sinn, dacks gemëscht mat Lipiden, Metaller a zelluläre Schutt, wéi an neurodegenerativen Krankheeten wéi Alzheimer gesi ginn.
Wat ass den Ënnerscheed tëscht Alpha-Synuclein an Amyloid?
Alpha-Synuclein ass en neuronalt Protein dat an der synaptescher Funktioun involvéiert ass, awer a pathologesche Bedéngungen fällt et falsch a formt amyloidähnleche Fibrillen. “amyloid” ass en allgemenge Begrëff fir falsch geklappt, fibrillar Proteinaggregaten, während Alpha-Synuklein Fibrille spezifesch fir Krankheeten wéi Parkinson sinn.
Wat ass e Protein Fibril?
E Proteinfibril ass en héich bestallt, β-Blat-räichen, filamentösen Aggregat geformt duerch falsch geklappt oder deelweis ausgeklappt Proteinen. Dës Fibrille sinn typesch onlöslech a entstinn duerch nukleatiounsofhängeg Polymeriséierung. Si si mat verschiddene pathologesche Bedéngungen assoziéiert, dorënner Amyloidosen an neurodegenerative Krankheeten (zB Alzheimer, Parkinson). Wéi och ëmmer, e puer funktionell Proteinfibrillen existéieren a biologesche Systemer, sou wéi Curli Faseren a Bakterien a Seidfibrillen a Spannen.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.


