Kísérleteinkben AFM segítségével vizsgáltuk transthyretin (TTR) amiloid fibrillumok amiloidogén fibrillum képződési mechanizmusait. Protofibrillumokon végzett egyedi molekula erőspektroszkópiai mérések eredményeit a natív TTR szerkezeti paramétereivel hasonlítottuk össze annak érdekében, hogy szerkezeti és dinamikai bepillantást nyerjünk a fibrillumok belső elrendezésébe és az összetartó erők természetébe. Időfüggő AFM felvételek segítségével a protofibrillum képződést követő belső szerkezeti változásokat térképeztük fel. Eredményeink szerint a protofibrillum képződés első lépése amorf aggregátumok kialakulása, amelyek idővel gyűrű alakú szerkezetekké állnak össze. Hasonló gyűrű alakú intermediéreket más amiloid fibrillumok esetében is megfigyeltek. A gyűrűk egymáshoz rendeződve tubuláris strukturákat alakítanak ki, amely a protofibrillum kialakulásának további alapját képezi. Az oldat kicserélésére a struktura szétesik, szétzippzározódási lépéseken keresztül. A nanomechanikai mérések arra utalnak, hogy a TTR egységek ß-szálak mentén tekerednek szét, továbbá érett protofibrillumokban az intermonomerikus kapcsolatok megerősödnek. Megfigyeléseink alapján a TTR fibrillogenezis egy szerkezeti modelljét állítottuk fel. | In this work we used AFM to follow the amyloidogenetic pathway of transthyretin (TTR) by imaging the events leading to the formation of amyloid protofilaments. Single-molecule force spectroscopy (SMFS) of protofilaments was compared to naive TTR in order to probe dynamic and structural differences. We observed that the pathway proceeds through the formation of transient amorphous aggregates, followed by the occurrence of annular oligomers (rings or doughnuts). In other types of amyloidoses similar ring structures have been implicated in cytoxicity, but their properties and involvement in the amyloid pathway are poorly understood. We show that the rings have a tendency to stack, forming tubular protofilaments. These tubular protofilaments precede the appearance of amyloid protofilaments. Their height and pitch resemble those of previous structural models for the TTR amyloid protofilament. Upon solvent exchange we also observed amyloid protofilament dissociation. The dissociation appears to proceed through an unzipping mechanism, revealing structures reminiscent of the TTR annular oligomers. SMFS of protofilaments revealed a time-dependent increase in the length of the manipulated structure, suggesting that associations between monomers stabilize with time. Force spectra of native TTR and protofilaments contained transitions spaced 4 nm apart, indicating that the component ß-strands unfold sequentially. Based on our results a model of TTR protofilament assembly is proposed
