Close
USC Libraries
University of Southern California
About
FAQ
Home
Collections
Login
USC Login
Register
0
Selected 
Invert selection
Deselect all
Deselect all
 Click here to refresh results
 Click here to refresh results
USC
/
Digital Library
/
University of Southern California Dissertations and Theses
/
Folder
Structural characterization of the functional amyloid Orb2A using EPR spectroscopy
(USC Thesis Other) 

Structural characterization of the functional amyloid Orb2A using EPR spectroscopy

doctype icon
play button
PDF
 Download
 Share
 Open document
 Flip pages
 More
 Download a page range
 Download transcript
Copy asset link
Request this asset
Request accessible transcript
Transcript (if available)
Content Structural Characterization of the
Functional Amyloid Orb2A using EPR
Spectroscopy
 
 
 
 
 
A Thesis Presented to the Faculty of the
University of Southern California - Graduate School
 
 
 
 
In Partial Fulfillment of the Requirements  
for the Degree of  
 
 
Master of Science  
Biochemistry and Molecular Biology
 
 
 
 
 
 
By: Silvia A. Cervantes
May 2015
 
August 2015
Acknowledgments:
 
I would like to thank my committee members, Dr. Ralf Langen, Dr. Zoltan Tokes                            
and Dr. Ansgar Siemer, for their support and guidance. Their knowledge and insightful                          
commentary has been invaluable in writing this thesis. I would also like to extend my                              
gratitude to the members of the Langen Lab for their helpful discussions and assistance                            
in running my EPR experiments. In particular, I would like to thank Dr. Isas for sharing                                
his expertise in EPR sample preparation and use of the EPR spectrometer. My sincere                            
thanks also goes to my lab members for creating a fun and supportive atmosphere in                              
lab, you guys are the best! I especially would like to extend my gratitude to my PI Dr.                                    
Siemer for his patience and positive attitude, it has truly been a pleasure to be part of                                  
the Siemer lab. I also want to thank the Biochemistry and Molecular Biology Master’s                            
program for giving me the opportunity to be part of such a great community.  
Lastly, but most importantly I want to thank my family, boyfriend and friends for                            
all their encouragement. I would not be who I am and where I am today without their                                  
unwavering support.  
Table of Contents:
1. Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  1
2. Introduction  
2.1  Amyloid Fibrils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2  CPEB Proteins and Memory Formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.3  Functional Amyloid Orb2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.4  Aims of this work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3. Results
3.1  Site Directed Mutagenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2  Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3  Desalting and Spin Labeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.4  Thioflavin T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3.5  Lipid Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
3.6  Domain Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
4. Discussion
4.1  Site Directed Mutagenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2  Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3  Desalting and Spin Labeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.4  Lipid Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22  
4.5  Domain Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23  
 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
5. Materials and Methods
5.1  DNA Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
5.2  Troubleshooting PCR Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
5.3  Transformation and Protein Expression . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
5.4  Purification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
5.5  Spin Labeling and Dialysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.6  Thioflavin T Staining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
5.7  Lipid Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.8 EPR Sample Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
5.9  Lipid Interaction Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.10 UV Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.11Western Blot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6. References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
 
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Abstract:
 
                         
                           
​saccharomyces cerevisiae ​                        
​Drosophila                        
                       
                           
                           
                           
                         
​                            
                         
                         
                         
                         
                             
        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.  Introduction:
2.1  Amyloid Fibrils:
 
               β      
                   
                         
                   
                               
                       
                           
                         
                         
                               
          
                           
                             
                               
                       
​Saccharomyces cerevisiae ​Drosophila                    
megalonaster ​ ​Aplysia californica ​                        
                         
​saccharomyces cerevisiae ​                      
                           
                     
                           
                     
                             
​Aplysia californica ​Drosophila                      
melanogaster ​                
                       
    
 
2.2  CPEB Proteins and Memory Formation:
 
                       
                     
 
 
                            
                     
                       
                     
                         
                     
                     
                           
                   
                             
                   
                           
​Xenopus                          
                         
​Aplysia                      
Drosophila ​Aplysia ​ ​ap ​                    
​Drosophila ​                        
                         
                              
2.3  Functional Amyloid Orb2A:
 
                       
                           
                                 
​ap ​                            
                             
                               
                       
                         
                             
                       
                           
                         
                         
                         
                               
 
 
 
 
Figure 1: The C terminal and Q rich domain are similar in both isoforms. The difference between them                                    
lies in the N terminal domain, indicating that the structural features underlying this region is what provides                                  
each isoform with its unique role in the mechanism of memory formation.  
2.4  Aims of This Work:
 
                       
                     
                   
                         
                         
                               
                         
                       
​in vivo                              
                               
in vitro                            
                           
                           
               
                         
                         
                             
                   
 
 
 
 
 
 
 
 
3.  Results:
3.1  Site Directed Mutagenesis:
 
                     
                           
                           
                           
                           
                               
                         
                           
                           
​                 μ        
​       μ                  
                         
          
 
 
Figure 2 ​: 0.25M and 0.50M betaine greatly              
improved the specificity of annealing for L18C              
primers in combination with Initial denaturation:            
98ºC 30 sec, denaturation: 98ºC 10sec, T ​ ​ =64ºC              
and 25 cycles. 
 
 
Figure 3 ​: Use of 0.50M and 1.00M betaine in                  
combination with initial denaturation: 96ºC 5min,            
denaturation: 96ºC 45 sec, and 35 cycles led to                  
successful amplification of Q51C. Additional          
attempts using 0.50M, 1M and 1.5M Betaine with                
DMSO were unsuccessful.   
 
 
 
                       
                     
                     
                       
                             
​           μ               μ
​                            
​   μ                            
​ μ                          
               
                         
                           
                           
                       
                           
        
 
 
Figure 4 ​: Excessive cycling converts PCR products              
into high molecular weight fragments. Increasing            
the number of cycles can result in increased yield                  
however, it may also result in fragmentation of the                  
product and nonspecific amplification.  
 
 
Figure 5 ​: Increasing the annealing temperature            
failed to improve the specificity of Q26C primers.                
The low molecular smears also indicate the              
formation of secondary structure preventing          
amplification.  
 
 
 
                       
                     
                       
                       
​ ​       μ               μ    
​             μ                    
                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figure ​6 ​: The G2Y mutation was successfully              
cloned into G12C, Q23C, and Q34C. Low and high                  
molecular weight smears indicate non­specific          
annealing, however the major product is consistent              
with the plasmid weight. Sequencing of products              
also confirmed the correct weight and DNA              
sequence. The three bands observed in the lane                
containing the G12C Y2G plasmid indicate            
supercoiling in the plasmid. 
 
Overview of Cysteine Sites for Characterization Using EPR: 

    ​        1 ​0 ​                        2 ​0 ​                         3 ​0 ​                          4 ​0 ​                          5 ​0 ​                        6 ​0 
MYNKF ​V ​NFI ​C  ​  G ​G ​LPNLN ​L ​NK   PP ​Q ​LH ​Q ​QQHQ   QQH ​Q ​QHQQHQ   Q ​Q ​QQLHQHQQ    ​Q ​LSPNLSALH 
                     7 ​0 ​                        8 ​0 ​                         9 ​0 
HH ​H ​QQQQQLR   ESGGS ​H ​SPSS ​   ​ PGG ​G ​GGGSLE   HHHHHH* 
 
Green ​ sites, except for position 10, indicate locations that were successfully mutated through PCR or that 
were ordered from GenScript.   ​Red ​ sites indicate positions for which we designed primers, but did not 
proceed to optimize cloning. 
 
3.2  Purification:
 
                           
                             
 
 
                          
                           
                         
                       
                               
                           
                   
                           
                                 
                         
                           
                           
                       
                         
                           
                                 
                               
                           
       
 
 
 
 
Figure 7 ​: The majority of impurities are removed in the Triton X ­ 100 wash. While all Orb2A88 fractions                                      
are eluted pure, the majority of the protein is found in the 100 mM and 150 mM imidazole fractions. 
 
                       
                             
                             
                           
 
 
                          
                               
                             
                                   
                                   
          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figure 8 ​: The H76C double band is prominently                
observed in the whole cell lysate and supernatant                
fractions. While some of the H76C protein is                
isolated in the 150 mM imidazole elution as a                  
single band, the major part is isolated as a double                    
band in the 200 mM imidazole elution. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figure 9 ​: Oxidized H76C is highly concentrated in                
the whole cell lysate, supernatant and flow              
through fractions. Although both the reduced and              
oxidized proteins are present in the 200mM              
elution, the band representing the oxidized protein              
is present at a higher concentration. A “ghost                
band” can be observed for oxidized H76C as a                  
result of overexposure due to high concentration. 
 
                     
                           
                       
 
 
                  
                             
                      
3.3  Desalting and Spin Labeling:
 
                     
  β                    
          β                  
                             
                         
                         
                       
                     
                     
               
 
Sample Concentrations After PD­10: 
Sample:  Concentration:  Method Used: 
V6C  1.19  mg/mL  Bradford 
WT  1.22 mg/mL  Bradford 
G12C  0.60 mg/mL  UV 280 nm 
L18C  0.89 mg/mL  UV 280 nm 
Q23C  0.35 mg/mL  UV 280 nm 
 
 
 
Sample: 
 
Concentration: 
 
Method Used: 
Q34C  1.50 mg/mL  Bradford 
Q42C  1.04 mg/mL  Bradford 
Q51C  1.00 mg/mL  Bradford 
H76C  1.33 mg/mL  Bradford 
G84C  0.65 mg/mL  Bradford 
 
                       
                             
                       
                           
                             
                                 
                         
 
 
 
 
 
Figure 10 ​: Scattering dominates both the pH 7.4 and pH 7.4 (2) curves. There is so much scattering in 
these samples, that their absorbance does not start at zero. In contrast, the absorbance for the pH 5.0 
curve starts at zero and displays a prominent absorbance peak at 280 nm 
3.4  Thioflavin T:
 
                         
                            
                        
 
 
Figure 11 ​: Samples for 88wt, G84C, V6C and Q51C are positive for fibril formation. 
 
 
3.5  Lipid Interaction:
Lipid:Protein Interaction ­ N terminus 
 
Figure 12 ​: The strong interaction between V6C and                
the N terminus leads to broadening of the central                  
line and decrease in amplitude for the side peaks.                  
Broadening is significant even at 10:1 lipid:protein. 
Lipid:Protein Interaction ­ C terminus 
 
Figure 13 ​: H76C is unaffected by the increase in                  
lipid concentration, even at 100:1 lipid:protein            
peaks appear highly dynamic and do not decrease                
in amplitude.  
 
                       
                             
                           
                         
                         
                           
                       
                       
                     
                       
                         
                         
                       
                               
 
 
                            
                           
                           
           
3.6  Domain Characterization:
 
                     
                       
                         
                             
                       
                             
                         
                               
                         
                             
                           
                               
                             
                            
 
 
 
 
 
 
Orb2A88  
Residue Number 
Inverse Central Line 
Width (Gauss  ​ ­1 ​ ) 
V6C  0.1227 
C10  0.1155 
G12C  0.1091 
L18C  0.1965 
Q42C  0.2801 
Q51C  0.1309 
G84C  0.6536 
 
Figure 14 ​: Inverse line width plot for wild type and mutant sites show greatest immobilization at sites in the                                      
N­terminus. Sites in the Q rich region exhibit intermediate immobilization, while the C­terminus is                            
completely dynamic. 
 
 
 
                    
                         
                           
                            
 
 
Figure 15 ​: The V6C mutant exhibits spin exchange. Reduction in spin label allows us to see a clear                                    
change in the spectra. 
 
 
 
Figure 16 ​: The wild type position exhibits slightly less spin exchange as compared to V6C. The 100% 
labeled sample contains a small mobile component that can be observed in the outer peaks. 
 
 
 
 
 
Figure 17 ​: Spin exchange is greatly reduced at position G12C. Spectra for the 10% and 100% samples is 
almost identical in central line width and amplitude. 
 
                           
                           
                               
                             
                           
                
 
 
 
Figure 18 ​: Mutant L18C displays no spin­spin interaction. Spectra for 10% and 100% samples are                              
identical. 
 
 
 
 
 
Figure 19 ​: Mutant Q42C 100% and 10% are immobilized and display modest spin­spin interaction.  
 
                     
                           
                         
                           
   
 
 
Figure 20 ​: Q51C is immobilized and displays no spin­spin interaction. Signal to noise for this mutant is 
greatly affected, especially for the 10% labeled sample. 
 
 
 
 
 
Figure 21 ​:spin­spin interactions at this location are barely detectable. In addition overall line shape,                            
amplitude and central line width make this the most dynamic sample. 
 
                           
                             
                               
                               
                             
                       
                             
      
 
4.  Discussion:
4.1  Site Directed Mutagenesis:
 
                       
                           
                             
                         
                           
                           
                             
                           
                       
                       
                           
 
 
                        
                           
                     
                                 
                         
​                            
                       
                       
                     
 
Orb2A88 Q ­ Rich Region: Q23 ­ Q51 
 
C ​A ​G ​  ​C ​T ​C ​  ​C ​A ​C ​  ​C ​A ​G ​  ​C ​AA  ​C ​A ​G ​  ​C ​AT  ​C ​AA  ​C ​AA  ​C ​A ​G ​  ​C ​AT  ​C ​A ​G ​  ​C ​A ​G ​  ​C ​A ​C ​  ​C ​A ​G ​  ​C ​AA  ​C ​AT  ​C ​AA  ​C ​A ​G ​  ​C ​A ​G 
C ​AA  ​C ​A ​G ​  ​C ​T ​C ​  ​C ​AT  ​C ​A ​G ​  ​C ​A ​C ​  ​C ​AA  ​C ​A ​G ​  ​C ​AA 
 
In addition to the high level of repetitiveness, the Q rich region is further complicated by its high GC content 
(52.9%). These two factors contribute to the tendency of this region to associate into hairpins. 
 
 
                             
                           
                     
                     
                               
​ ​                              
                         
                     
                           
                           
                             
                             
                             
4.2  Purification:
 
                       
                       
                         
                         
                           
 
 
                      
                             
                               
                             
                         
                             
                           
                           
                           
                               
                             
                         
                             
                           
                       
                         
                               
                               
                         
                             
                           
                               
                               
                           
                             
                           
                           
                                   
                             
                                 
                               
                       
                           
                             
                           
                             
                                 
                                 
    
 
 
                          
                             
                           
                             
                             
                           
                             
                           
                         
                         
                           
                       
                                 
                         
                         
                         
         
                           
                               
    β                   β
                     
                           
                           
                       
4.3  Desalting and Spin Labeling:
 
                         
                     
                                 
                           
                       
                           
                             
                           
                           
                       
                             
                           
 
 
                          
                         
                           
                                 
                           
                                   
                           
                           
      β    
                     
                       
                     
                         
                           
                         
                                   
                         
                         
                         
                               
                   
                     
                     
                       
                           
                         
                       
                             
                         
                     
                     
                     
                         
                 
                         
                         
                             
                             
 
 
                        
                       
                       
                       
                         
                           
                         
                             
                         
                       
                           
                         
                         
                                   
​in vivo                            
                             
                               
                             
                           
                             
                               
                     
 
4.4  Lipid Interaction:
 
​in vivo                            
                       
                           
​in vitro                                
                             
                         
                     
                       
                             
                             
                                     
                           
                           
 
 
                        
                     
                           
                         
                         
                           
                  
4.5  Domain Characterization:
 
                       
                   
                               
                           
                       
                         
                           
                           
                             
                               
                                 
                           
​in vivo                            
                           
                           
                         
                               
                             
                           
                         
                           
                             
                           
                           
                               
                
                   
                             
                               
 
 
                            
                             
                             
                             
                       
                       
                       
                             
                                       
                                 
    
                       
                               
                             
                             
                           
                             
                           
                               
                         
                             
  
                         
                         
                               
                           
                    β  
                           
                               
                             
                         
                         
                       
                             
                             
                               
        
                       
                               
 
 
                          
                         
                           
                   
       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 










 
 
5. Materials and Methods
5.1 DNA Cloning:
Parent Construct - Orb2A88_C10M:
                     
                       
                       
 
PCR Cycling Parameters: 
Segment  Cycles  Temperature  Time 
1  1  95 ºC  1 minute 
2  18  95 ºC  50 seconds 
66 ºC  50 seconds 
68 ºC  3 minutes 
3  1  68 ºC  7 minutes 
 
 
 
Reaction Components: 
 
5 L of 10X Reaction Buffer   μ  
X  L (10 ng) dsDNA template   μ  
X  L (125 ng) of oligonucleotide primer 1   μ  
X  L (125 ng) of oligonucleotide primer 2   μ  
1  L of dNTP mix   μ  
3  L of QuickSolution reagent   μ  
ddH ​ 2 ​ O to final volume of 50 L   μ  
Mutants - V6C, Q42C, H76C, and G84C:
                         
                   
                  μ        
                           
                       
               
 
PCR Reaction Components:  
Component  Volume   Final Con. 
Phusion PCR MM (2X)  25 L   μ    1X 
Sense Primer (10 M)   μ   2.5 L   μ   0.5 M   μ  
Antisense Primer (10 M)   μ    2.5 L   μ   0.5 M   μ  
DMSO  1.5 L   μ   3% 
Template DNA  1 L   μ   10 ng 
H ​ 2 ​ O  17.5 L   μ    
 
 
PCR Reaction Parameters: 
Step  Temperature  Time 
Initial Denaturation  98 ºC  30 sec. 
25 cycles  98 ºC  10 sec. 
60 ºC  30 sec. 
72 ºC  2.48 min. 
Final Extension  72 ºC  7 min. 
Hold  20 ºC 
 
 
 
 
Mutants - L18C and Q51C:
                           
                        μ    
                       
                       
                       
                        
 
Q51C PCR Reaction Parameters: 
Step  Temperature  Time 
Initial Denaturation  96 ºC  5 min. 
35 cycles  96 ºC  45 sec. 
72 ºC  45 sec. 
72 ºC  2.48 min. 
Final Extension  72 ºC  7 min. 
Hold  20 ºC 
 
 
      ​ L18C PCR Reaction Parameters: 
Step  Temperature  Time 
Initial Denaturation  98 ºC  30 sec. 
25 cycles  98 ºC  10 sec. 
64 ºC  30 sec. 
72 ºC  2.48 min. 
Final Extension  72 ºC  7 min. 
Hold  20 ºC 
 
 
   ​      ​Q51C and L18C PCR Reaction Components:  
Component  Volume   Final Con. 
Phusion PCR MM (2X)  25 L   μ    1X 
Sense Primer (10 M)   μ   2.5 L   μ   0.5 M   μ  
Antisense Primer (10 M)   μ    2.5 L   μ   0.5 M   μ  
Betaine  2.5 ­ 15 L   μ   .25 ­ 1.5M 
Template DNA  1 L   μ   10 ng 
H ​ 2 ​ O  2.5 ­ 15 L   μ    
 
 
 
Mutants - G12C, Q23C, and Q34C:
                     
                         
                               
 
 
                        
                                 
                           
                               
                           
                       
​E. Coli                        
                     
                           
                         
                         
                       
                             
                             
                   
                   
                             
​ ​                      
                             
     
Dpn1 Digestion:
                         
        μ                    
                    μ    
​ ​           μ               μ  
                               
                           
           
5.2 Troubleshooting PCR Reactions:  
PCR Additives:  
                           
                           
                                 
                               
        μ   
 
 
PCR Parameters:
                     
                             
                               
                               
                       
                                       
                                 
                         
                           
                               
             
 
Q23C PCR Reaction Parameters Using Touchdown PCR: 
Phase 1  Step  Temperature  Time 
1  Denature  95 ºC  3 minutes 
2  Denature  95 ºC  30 seconds 
3  Anneal  88 ºC ­ 76 ºC  45 seconds 
4  Elongate  72 ºC  1.50 minutes 
steps 2 ­ 4 were repeated a total of 13 times, starting with 88 ºC and lowering the temp by 1 ºC each cycle 
Phase 2  Step   Temperature  Time 
5  Denature  95 ºC  30 seconds 
6  Anneal  78 ºC  45 seconds 
7  Elongate  72 ºC  1.50 minutes 
steps 5 ­ 7 were repeated 25 times 
Termination  Step  Temperature  Time 
8  Elongate  72 ºC  2 minutes 
9  Halt Reaction  4 ºC  15 minutes 
10  Hold  20 ºC     
  
 
 
6x Agarose Loading Dye with SDS:
                         
                               
                           
                               
                       
5.3 Transformation and Protein Expression:
Transformations:  
                      μ      
                               
            μ                  
                                 
                               
  μ                      
                           
                                 
                           
                       
                                     
                        μ    
                               
           μ                  
                     
                         
                    μ    
  μ                          
                           
                         
                       
         
Protein Expression:  
            μ         μ      
                             
                               
                         
 
 
                 μ         μ    
                         
​                          
          μ           β    
                       
                             
                             
           
5.4 Purification:
                                   
​ ​ ​ ​                              
    β                      
                             
​                            
                               
                               
                             
​RC                                
                             
                            β  
                   
                               
                                   
                               
                           
                           
                               
​ ​ ​ ​                          
                           
                     β    
                             
                         
                             
                             
                        β  
                       
                             
                               
 
 
                                
                               
        μ                          
                         
                           
         
5.5 Spin Labeling and Dialysis:
​  
 
                            
                             
                               
                           
                           
                           
                                 
                   
                           
                           
                       
                           
 
 r ot e i n C onc e nt r at i on  r ot e i n V ol um e     P
(
m g
m L
)
P m L m g  o f  P r o t e i n
5.5 μ L  o f  S p i n  L a b e l
 
 
                           
                         
                         
                       
​ ​ ​ ​                              
                           
                                     
                                 
                       
                             
                         
5.6 Thioflavin T Staining:
                           
​                     μ    
 
 
​ ​       μ         μ              
                       
​         μ                      
                         
                                   
   
5.7 Lipid Preparation:
                         
                     
​              
​ ​sn ​            
​     μ                        
​ ​ ​     μ         μ              
                         
                         
​ ​ ​ ​                              
                             
                         
​                        
 
    
                         
                         
                         
​           μ              
                               
                  
5.8 EPR Sample Preparation:
Fibril Measurements:
                         
                         
                             
                           
                         
                               
                              
                             
                           
 
 
                      
                             
                             
​                        
                              
                         
 
5.9 Lipid Interaction Measurements:
​  
 
                          
                             
​                           μ  
                           
​             μ                  
μ                                
                       
                               
                     
 
 ​Orb2A88 V6C Lipid Interaction 
Lipids  
(3000 M)   μ  
Protein  
(90 M)   μ  
Ratio 
 
3 L   μ   100 L   μ   1:1 
30 L   μ   100 L   μ   10:1 
60 L   μ   100 L   μ   20:1 
150 L   μ   100 L   μ   50:1 
210 L   μ   100 L   μ   70:1 
300 L   μ   100 L   μ   100:1 
 
 
Orb2A88 H76C Lipid Interaction 
Lipids  
(3000 M)   μ  
Protein  
(90 M)   μ  
Ratio 
 
1.5 L   μ   50 L   μ   1:1 
15 L   μ   50 L   μ   10:1 
30 L   μ   50 L   μ   20:1 
75 L   μ   50 L   μ   50:1 
105 L   μ   50 L   μ   70:1 
150 L   μ   50 L   μ   100:1 
 
                           
                             
                         
5.10 UV Spectroscopy:
Bradford Assay:
​ ​                                
                     
 
 
                          
                             
                                 
​ ​                      
​                        μ      
​             μ                
                       
​                          
   
UV 280 nm:
                             
                           
μ                            
                       ​   ​ ​ ​ ε    
5.11 Western Blot:  
                               
​ ​                              
​ ​                                  
                             
                         
                         
                           
​ ​                                
                           
                         
                           
                         
                       
                         
                         
                               
                     
                               
                                
 
 
 

 
5. References:
 
                     
                     
      ​Quarterly Reviews of Biophysics​     
 
 
               
      ​Future Medicinal Chemistry​       
 
              ​Cold Spring Harbor 
Perspectives in Medicine ​       
 
                           
          ​Nucleic Acids Research ​   
   
 
            ​The Lancet ​       
 
                       
                     
PloS One ​       
 
                   
                     
                ​Neuron ​     
 
 
                    ​PLoS 
Biology​       
 
                   
                 
         
 
                     
                       
          ​PLoS Biology​       
 
 
 
                   
                         
  ​Acta Biochimica Polonica ​       
 
                     
                       
        ​Cell ​       
 
                       
                       
                   
          ​Cell ​       
 
                     
      ​Nature Reviews. Neuroscience ​       
 
                         
      ​Molecular Brain ​      
 
                   
                 
  ​Biochimica et Biophysica Acta ​       
 
                     
                     
Nature Neuroscience ​       
 
                 
                         
                    ​Cell  ​  
   
 
                           
                  ​The Journal 
of Biological Chemistry​ 
Asset Metadata
Creator Cervantes Cortes, Silvia A. (author) 
Core Title Structural characterization of the functional amyloid Orb2A using EPR spectroscopy 
Contributor Electronically uploaded by the author (provenance) 
School Keck School of Medicine 
Degree Master of Science 
Degree Program Biochemistry and Molecular Biology 
Publication Date 06/30/2015 
Defense Date 06/29/2015 
Publisher University of Southern California (original), University of Southern California. Libraries (digital) 
Tag EPR spectroscopy,functional amyloid,OAI-PMH Harvest,Orb2A 
Format application/pdf (imt) 
Language English
Advisor Langen, Ralf (committee member), Siemer, Ansgar (committee member), Tokes, Zoltan A. (committee member) 
Creator Email angie.crvts@gmail.com 
Permanent Link (DOI) https://doi.org/10.25549/usctheses-c3-583308 
Unique identifier UC11300356 
Identifier etd-CervantesC-3527.pdf (filename),usctheses-c3-583308 (legacy record id) 
Legacy Identifier etd-CervantesC-3527.pdf 
Dmrecord 583308 
Document Type Thesis 
Format application/pdf (imt) 
Rights Cervantes Cortes, Silvia A. 
Type texts
Source University of Southern California (contributing entity), University of Southern California Dissertations and Theses (collection) 
Access Conditions The author retains rights to his/her dissertation, thesis or other graduate work according to U.S. copyright law.  Electronic access is being provided by the USC Libraries in agreement with the a... 
Repository Name University of Southern California Digital Library
Repository Location USC Digital Library, University of Southern California, University Park Campus MC 2810, 3434 South Grand Avenue, 2nd Floor, Los Angeles, California 90089-2810, USA
Abstract (if available)
Abstract Functional amyloids are responsible for a variety of physiological processes in a diverse range of organisms. In humans, Pmel17 is involved in the synthesis of melanin, while in saccharomyces cerevisiae Sup35 and Mod5 have been identified as candidates in for providing antifungal protection to this organism. In Drosophila CPEB Orb2 aggregates have been associated with the formation and maintenance of long term courtship memory in adult flies. Previous research has also shown that although Orb2 fibrils are composed of two isoforms, Orb2A and Orb2B, Orb2A is the essential component for the nucleation and regulation of fibrils. Specifically, this work has also revealed that the first 88 amino acids of Orb2A are the residues responsible for the formation and maintenance of long term memory. Although much is known of the role and biological function these fibrils play in stabilizing long term memory, information on the structural features characterizing them is lacking. Here we use site directed spin labeling in conjunction with EPR to examine the underlying structural features of fibrils formed by Orb2A88. In particular we provide EPR analysis of seven sites throughout the Orb2A88 fragment, thereby identifying the static and dynamic domains as well as fibril core of this 88 amino acid protein. 
Tags
EPR spectroscopy
functional amyloid
Orb2A
Linked assets
University of Southern California Dissertations and Theses
doctype icon
University of Southern California Dissertations and Theses 
Action button