Nanomechanics of amyloid ß-fibrils  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49591
Type K
Principal investigator Kellermayer, Miklós Sándor Zoltán
Title in Hungarian Amyloid ß-fibrillumok nanomechanikája
Title in English Nanomechanics of amyloid ß-fibrils
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Institute of Biophysics (University of Pécs)
Participants Datki, Zsolt László
Grama, László
Huber, Tamás
Karsai, Árpád
Nagy, Attila
Starting date 2005-01-01
Closing date 2009-12-31
Funding (in million HUF) 18.905
FTE (full time equivalent) 11.88
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Pályázatban amiloid béta (Aß) fibrillumokat, és ehhez kapcsolódóan hasonló természetű amiloid fibrillumokat és egyéb fibrilláris biomolekuláris rendszereket vizsgáltunk. A kísérletekben atomerőmikroszkóp segítségével vizsgáltuk a fibrillumok topográfiai szerkezetét és mechanikai erővezérelt szerkezeti átalakulásait. Különböző amiloid fibrillumok nanomechanikai ujjlenyomatát mértük meg. Felfedeztük, hogy az Aß peptid egy fragmentuma, az Aß25-35, trigonálisan orientált hálózatot hoz létre csillám felszínen. Ez nanotechnológiai alkalmazások lehetőségét veti fel, amellyel kapcsolatban szabadalmi bejelentést indítottunk el. Új mérési technológiákat fejesztettünk ki: térben és időben szinkronizált TIRF/AFM, illetve pásztázó próba kimográfia. A nanomechanikai módszereinket sikerrel adaptáltuk intermedier filamentumokra és miozin vastag filamentumokra.
Results in English
In this grant proposal we have investigated te properties of amyloid beta (Aß) fibrils and other relevant amyoids and fibrillar biomolecular systems. In our experiments the topographical structure and mechanical force-driven structural changes of the fibrils were explored by using atomic force microscopy(AFM). We measured the nanomechanical fingerprint of various amyloid fibrils. We discovered that a toxic fragment of the full-length Aßpeptide, Aß25-35, forms a trigonally oriented network on mice. The phenomenon opens the possiblity towards nanotechnological applications. Based on this we filed a preliminary patent application (US 61/058,244). We developed novel methodologies: spatially and temporally resolved TIRF/AFM, scanning force kymography. Our nanomechanical methods were implemented on yet unexplored biomolecular systems: intermediate filaments and myosin thick filaments.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=49591
Decision
Yes





 

List of publications

  
Karsai, Á., Mártonfalvi, Zs., Nagy, A., Grama, L., Penke, B. and Kellermayer, M.S.Z.: Mechanical manipulation of Alzheimer's amyloid ß1-42 fibrils, J. Struct Biol. 155, 316-326, 2006
Karsai, Á., Nagy, A., Kengyel, A., Mártonfalvi, Zs., Grama, L., Penke, B. and Kellermayer, M.S.Z.: Effect of lysine-28 side chain acetylation on the nanomechanical behavior of Alzheimer amyloid ß25-35 fibrils, J. Chem. Inf. Mod. 45 (6), 1641-1646, 2005
Kellermayer, M.S.Z., Grama, L., Karsai, Á., Nagy, A., Kahn, A., Datki, Z. and Penke, B.: Reversible unzipping of amyloid ß-fibrils, J. Biol. Chem. 280(9), 8464-8470, 2005
Kellermayer, M.S.Z., Grama, L., Karsai, Á., Nagy, A., Kahn, A., Datki, Z. and Penke, B.: Reversible unzipping of amyloid ß-fibrils, Biophys. J. 88, 198A-199A, 2005
Kellermayer, M. S., Grama, L., Karsai, Á., Nagy, A., Kahn, A., Datki, Z., Penke, B.: Structural dynamics of amyloid explored by manipulating individual fibrils, FEBS Journal 272 (s1) F2-016P, 2005
Karsai, A., Grama, L., Nagy, A. and Kellermayer, M.S.Z.: Oriented, potassium-dependent binding of amyloid beta-25-35 fibrils to mica, EMBO/HHMI Central European Scientists Meeting, Budapest, 2005. February 7-9., 2005
Kellermayer, M.S.Z., Grama, L., Karsai, A., Nagy, A., Kahn, A., Datki, Z. and Penke, B.: Reversible mechanical unzipping of amyloid beta-fibrils, EMBO/HHMI Central European Scientists Meeting, Budapest, 2005. February 7-9., 2005
Kellermayer, M.S.Z.: Egyedi amiloid fibrillumok manipulálása nanotechnológiai eszközökkel, A Magyar Biofizikai Társaság Kongresszusa, Debrecen, 2005. június 27-29., 2005
M.S.Z. Kellermayer, Á. Karsai, A. Nagy, L. Grama, A. Kengyel, Z. Mártonfalvi, Z. Datki and Botond Penke: Mechanical manipulation of amyloid beta fibrils, Albach Workshop on Coiled-coils. Alpbach, Austria, September 11-16., 2005
Kellermayer, M.S.Z.: Properties of individual biomolecules explored with nanobiotechnology methods, Regional Biophysics Meeting 2005.03.16-20, Terme Zrece, Slovenia., 2005
Kellermayer, M.S.Z.: Nanomechanics of individual biomolecules., EMBO-FEBS Young Scientists Meeting, Visegrád, Hungary, 2005.07.1-2., 2005
Kellermayer, M.S.Z.: Kísérletek egyedi biomolekulákon, Pannon Tudományos Napok, Nagykanizsa, 2005. 10. 12., 2005
Kellermayer, M.S.Z.: Egyedi biomolekulák mechanikai manipulálása, Straub Napok, Szeged, 2005. 11. 16., 2005
Kiss, B., Karsai, Á. and Kellermayer, M.S.Z.: Nanomechanical properties of desmin intermediate filaments, J. Struct Biol. 155, 327-339, 2006
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, András Kengyel, Attila Nagy, Pasquale Bianco, Tamás Huber, Ágnes Kulcsár, Csaba Niedetzky, Roger Proksch and László Grama: Spatially and temporally synchronized atomic force and total internal reflection fluorescence microscopy for imaging and manipulating cells and biomolecules, Biohys. J. 91, 2665-2677, 2006
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, Attila Nagy, András Kengyel, Tamás Huber, Zsolt Mártonfalvi and László Grama: Synchronized atomic force and total internal reflection fluorescence microscopy for imaging cells and biomolecules, Biohys. J. 90, 2006
Árpád Karsai, László Grama, Attila Nagy and Miklós Kellermayer: Oriented, potassium-dependent binding of amyloid beta25-35 fibrils to mica, Biohys. J. 90, 2006
Bianco, P., Nagy, A., Kengyel, A., Grama, L., and Kellermayer, M.S.Z.: Interaction forces between F-actin and titin?s PEVK domain, Biohys. J. 90, 2006
Pasquale Bianco, Attila Nagy, András Kengyel, Dávid Szatmári, Zsolt Mártonfalvi, Tamás Huber and Miklós S.Z. Kellermayer: Interaction forces between F-actin and titin PEVK domain measured with optical tweezers, Biophys J 93, 2102-2109, 2007
Karsai, Á., Grama, L., M., Murvai, Ü., Soós, K., Penke, B and Kellermayer M.S.Z. Mechanisms of oriented amyloid ß25-35 fibril formation on mica: Potassium-dependent oriented growth of amyloid ß25-35 fibrils on mica, Nanotechnology 18, 345102, 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, M.S.Z., Pasquale Bianco, Zsolt Mártonfalvi, Attila Nagy, András Kengyel, Dávid Szatmári, Tamás Huber, Marco Linari, Marco Caremani, and Vincenzo Lombardi: Muscle thixotropy: more than just cross-bridges?, Biophys J 94, 1, 2008
Máté Gyimesi, Andrey K. Tsaturyan, Miklós S.Z. Kellermayer, András Málnási-Csizmadia: Kinetic Characterization of the Function of Myosin Loop 4 in the Actin-Myosin Interaction, Biochemistry 47, 283-291, 2008
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, Margit Benke, Katalin Soós, and Botond Penke: Stepwise assembly dynamics of single amyloid fibrils revealed by scanning force kymography, Biophys. J. 92. 2007, 2007
Pasquale Bianco, Attila Nagy, András Kengyel, Dávid Szatmári, Zsolt Mártonfalvi, Tamás Huber and Miklós S.Z. Kellermayer: Stepwise assembly dynamics of single amyloid fibrils revealed by scanning force kymography, Biophys. J. 92, 2007
P. Bianco, A. Nagy, A. Kengyel, T. Huber, Z. Mártonfalvi, D. Szatmári, M.S.Z. Kellermayer: Interaction Forces between F-Actin and Titin PEVK Domain, J. Muscle Res. Cell Motil., 2007
B. Decker, Á. Karsai, M.S.Z. Kellermayer.: Atomic force microscopy and spectroscopy of synthetic myosin thick filaments, J. Muscle Res. Cell Motil., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Pasquale Bianco, Attila Nagy, Árpád Karsai, András Kengyel, Tamás Huber, Balázs Kiss, Zsolt Mártonfalvi, Dávid Szatmári and László Grama: Nanomechanics of single biomolecules, Joint meeting of Hungarian and German Biophysicists
May 17 - 20, 2007
Hünfeld, Germany., 2007
Árpád Karsai, László Grama, Ünige Murvai, Katalin Soós, Botond Penke and Miklós S.Z. Kellermayer: Oriented amyloid 25-35 fibril self-assembly on mica explored with atomic force microscopy, Joint meeting of Hungarian and German Biophysicists
May 17 - 20, 2007
Hünfeld, Germany., 2007
Brennan Decker, Árpád Karsai, Miklós S.Z. Kellermayer: Atomic force microscopy and spectroscopy of synthetic myosin thick filaments, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Kungl Jusztina, Karsai Árpád, Nagy Attila, Kellermayer Miklós S. Z.: Fibrin filamentumok szerkezete és nanomechanikája, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Karsai Árpád, Grama László, Murvai Ünige, Kellermayer Miklós: Mechanisms of oriented amyloid ß25-35 fibril formation on mica, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Kellermayer Miklós S. Z.: Fehérjemolekulák szerkezeti és mechanikai vizsgálata atomerőmikroszkóppal, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, Margit Benke, Katalin Soós, and Botond Penke: Stepwise assembly dynamics of single amyloid fibrils revealed by scanning force kymography, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Kiss Balázs, Karsai Árpád, Kellermayer Miklós S.Z.: Szerkezeti átmenetek egyedi dezmin intermedier filamentumokban, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Mártonfalvi Zsolt, Marco Linari, Marco Caremani, Vincenzo Lombardi, Nagy Attila, Kellermayer Miklós S.Z.: Aktin-titin kölcsönhatás hatása a harántcsíkolt izom rugalmasságára, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Pasquale Bianco, Nagy Attila, Kengyel András, Huber Tamás, Mártonfalvi Zsolt, Szatmári Dávid, Kellermayer Miklós S.Z.: Interaction forces between F-actin and titin PEVK domain measured with optical tweezers, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Huber Tamás, Szatmári Dávid, Mártonfalvi Zsolt, Kellermayer Miklós S.Z.: A titin PEVK domén szekvenciamotívumainak szerkezete és mechanikája, 37. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg 2007. május 22-25., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer: Nanotechnological investigation and utilization of biomolecules: amyloid fibrils, HUNN Nyári Iskola (Hungarian Network of Excellent Centres on Nanosciences). Balatonfüred, 2007. június 27-29., 2007
Brennan Decker, Árpád Karsai, Miklós S.Z. Kellermayer: Atomic Force Microscopy and Spectroscopy of Synthetic Myosin Thick Filaments., IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Tamás Huber, Dávid Szatmári, Zsolt Mártonfalvi, Miklós S.Z. Kellermayer.: The structure and mechanics of the titin’s PEVK domain sequence motifs., IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Árpád Karsai, László Grama, Ünige Murvai, Katalin Soós, Botond Penke and Miklós S.Z. Kellermayer: Potassium-Dependent Oriented Growth of Amyloid ß25-35 Fibrils on Mica, IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, Margit Benke, Katalin Soós, and Botond Penke: Stepwise Assembly Dynamics of Single Amyloid Fibrils Revealed by Scanning Force Kymography, IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Balázs Kiss, Árpád Karsai, Miklós S.Z. Kellermayer: Structural transitions in individual desmin intermediate filaments, IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Mártonfalvi Zsolt, Marco Linari, Marco Caremani, Vincenzo Lombardi, Nagy Attila, Kellermayer Miklós S.Z.: Interaction between actin and titin PEVK domain studied at the sarcomeric level, IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Pasquale Bianco, Nagy Attila, Kengyel András, Huber Tamás, Mártonfalvi Zsolt, Szatmári Dávid, Kellermayer Miklós S.Z.: Interaction Forces between F-Actin and Titin PEVK Domain Measured with Optical Tweezers, IV. International Conference on Molecular Recognition. Pécs, Hungary, 2007. August 15-18., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, László Grama, Ünige Murvai, Margit Benke, Katalin Soós, and Botond Penke: Nanotechnology with amyloid fibrils, Regional Biophysics Conference. Balatonfüred, Hungary, 2007. August 21-25., 2007
László Grama, Attila Nagy, Árpád Karsai, Pasquale Bianco, András Kengyel, Tamás Huber, Zsolt Mártonfalvi, Balázs Kiss, Ünige Murvai, Margit Benke, Brennan Decker and Miklós S.Z. Kellermayer.: Expanding the temporal and spatial scales in scanning force microscopy, Euro AFM Forum 2007. Münster, Germany, September 3-5, 2007., 2007
Árpád Karsai, László Grama, Ünige Murvai, Margit Benke, Katalin Soós, Botond Penke and Miklós S.Z. Kellermayer.: Structure, assembly dynamics and mechanics of oriented amyloid networks, 9th Conference on Colloid Chemistry. Siófok, Hungary, October 3-5, 2007., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Attila Nagy, Árpád Karsai, András Kengyel, Tamás Huber, Balázs Kiss, Zsolt Mártonfalvi, Ünige Murvai, Pasquale Bianco and László Grama: Imaging and mechanics of individual biomolecules explored with nanobiotechnology tools, International Autumn School in Biophysics. Mangalia, Romania, October 11-16, 2007., 2007
Miklós S.Z. Kellermayer, Árpád Karsai, Margit Benke, Katalin Soós, and Botond Penke: Stepwise dynamics of epitaxially growing single amyloid fibrils, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 141-144, 2008
Árpád Karsai, Ünige Murvai, Katalin Soós, Botond Penke and Miklós S.Z. Kellermayer: Oriented epitaxial growth of amyloid fibrils of the N27C mutant ß25-35 peptide, European Biophys. J. 37(7): 1133-1137, 2008
Brennan Decker and Miklós S.Z. Kellermayer: Periodically arranged interactions within the myosin filament backbone revealed by mechanical unzipping, J. Mol. Biol. 322, 307-310, 2008
Mátyás Kolsofszki, Árpád Karsai, Katalin Soós, Botond Penke and Miklós S.Z. Kellermayer: Thermally induced effects in the oriented network of amyloid ß25-35 fibrils, Prog. Colloid Polym. Sci. 135, 169-173, 2008
Brennan Decker and Miklos S.Z. Kellermayer.: Periodically arranged interactions within the myosin thick-filament backbone revealed by mechanical unzipping, Biophys. J., 94, 2008
Arpad Karsai, Unige Murvai, Katalin Soos, Botond Penke and Miklos S.Z. Kellermayer: Oriented, chemically functionalized amyloid network with controllable mesh size for nanotechnology applications, Biophys. J., 94, 2008
Pasquale Bianco, Zsolt Martonfalvi, Gyula Kotek, Miklos S.Z. Kellermayer: Folding-unfolding dynamics of titin explored with force-clamp optical tweezers, Biophys. J., 94, 2008



Back »