J 2004

Sensitive electrochemical detection of native and aggregated alpha-synuclein protein involved in Parkinson's disease

MASAŘÍK, Michal, Agata STOBIECKA, René KIZEK, František JELEN, Zdeněk PECHAN et. al.

Basic information

Original name

Sensitive electrochemical detection of native and aggregated alpha-synuclein protein involved in Parkinson's disease

Name in Czech

Citlivé elektrochemické stanovení nativního a agregovaného alpha-synucleinu, který se podílí na vzniku Parkinsonovy choroby

Authors

MASAŘÍK, Michal (203 Czech Republic, guarantor), Agata STOBIECKA (616 Poland), René KIZEK (203 Czech Republic), František JELEN (203 Czech Republic), Zdeněk PECHAN (203 Czech Republic), Wolfgang HOYER (276 Germany), Thomas JOVIN (276 Germany), Vinod SUBRAMANIAM (276 Germany) and Emil PALEČEK (203 Czech Republic)

Edition

Electroanalysis, Germany, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2004, 1040-0397

Other information

Language

English

Type of outcome

Article in a journal

Field of Study

10405 Electrochemistry

Country of publisher

Germany

Confidentiality degree

is not subject to a state or trade secret

Impact factor

Impact factor: 2.038

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000223038300013

Keywords in English

electrochemistry of proteins; alpha-synuclein aggregation; adsorptive transfer stripping; mercury and carbon electrodes; catalytic hydrogen evolution

Tags

Tags

Reviewed
Changed: 25/6/2009 10:45, prof. RNDr. Michal Masařík, Ph.D.

Abstract

ORIG CZ

V originále

The aggregation of alpha-synuclein, a 14 kDa protein, is involved in several human neurodegenerative disorders, including Parkinson's disease. We studied native and in vitro aggregated alpha-synuclein by circular dichroism (CD), atomic force microscopy (AFM) and electrochemical methods. We used constant current chronopotentiometric stripping analysis (CPSA) to measure hydrogen evolution catalyzed by alpha-synuclein (peak H) at hanging mercury drop electrodes (HMDE) and square-wave stripping voltammetry (SWSV) to monitor tyrosine oxidation at carbon paste electrodes (CPE). To decrease the volume of the analyte, most of the electrochemical measurements were performed by adsorptive transfer (medium exchange) from 3 - 6 muL drops of alpha-synuclein samples. With both CPE and HMDE we observed changes in electrochemical responses of alpha-synuclein corresponding to protein fibrillization detectable by CD, fluorescence and AFM. Aggregation-induced changes in peak H at HMDE were relatively large in strongly aggregated samples, suggesting that this electrochemical signal may find use in the analysis of early stages of alpha-synuclein aggregation. This assumption was documented by marked changes in the peak H potential and height in samples withdrawn at the end of the lag and the beginning of the elongation phase. Native alpha-synuclein can be detected down to subnanomolar concentrations by CPSA.

In Czech

Studovali jsme nativní a in vitro agregovaný alpha-synuclein pomocí cirkulárního dichroismu (CD) a atomové silové mikroskopie (AFM). Kromě těchto běžně používaných metod jsme využili chronopotenciometrickou rozpouštěcí analýzu (CPSA) k měření katalytického vylučování vodíku (píku H) na rtuťové visící kapkové elektrodě a square wave voltametrii (SWV) k měření oxidačních signálů tyrosinu na uhlíkové pastové elektrodě. Pro snížení měřeného objemu vzorku jsme u obou metodik využili adsorptivní přenosovou techniku, díky které jsme schopni adsorbovat měřený vzorek z 3-5 uL kapky. Z výsledků jednoznačně vyplývá, že pomocí elektrochemických metod jsme schopni detegovat změny, které jsou schopny odhalit i běžně používané metody (CD, Thio T - fluorescence, AFM). Navíc je zřejmé, že zvláště s použitím píku H na visící rtuťové kapkové elektrodě (HMDE) bylo možné rozpoznat agregaci alpha-synucleinu mnohem dříve než tyto metody a to již po cca 2 hodinách agregace. Tato skutečnost by mohla významným způsobem přispět ke studiu patofyziologie Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby i dalších neurodegenerativních onemocnění.