Ruthenium (II) complexes are visible light-active photocatalyst extensively used for solar energy harvesting and conversion applications. Here, we report our finding that tris(2,2-bipyridine) ruthenium(II) $[Ru(bpy)_3^{2+}]$ can function as a highly sensitive, biocompatible agent for anti-amyloidgenesis. The abnormal aggregation of β-amyloid (Aβ) peptides is a major pathological hallmark of Alzheimer's disease. According to our multiple analyses, visible light-induced $Ru(bpy)_3^{2+}$ successfully disassembles preformed Aβ aggregates into non-fibrillar aggregates by destructing β-sheet structures. Moreover, we identified the changes of solubility and diameter of the disassembled A？ aggregates and photo-degradation of small oligomers including trimeric, tetrameric species. We also validated that photoexcited $Ru(bpy)_3^{2+}$ can cleave peptide bonds in Aβ using mass spectroscopy. The efficacy of $Ru(bpy)_3^{2+}$ is derived from photon-energy in visible spectrum. $Ru(bpy)_3^{2+}$ generates reactive oxygen species such as singlet oxygen upon absorbing photon energy (λ= 452 nm), resulting in disassembly of Aβ aggregates. Furthermore, photoexcited $Ru(bpy)_3^{2+}$ can reduce in vitro cytotoxicity of Aβ aggregates. Our study advances a new insight of ruthenium (II) complexes as therapeutic agents against AD.
루테늄 복합체는 태양열 에너지 획득 및 변환 장치에 사용되는 가장 대표적인 광촉매 이다. 이 논문은 루테늄 복합체가 매우 민감하고 생체 적합하게 아밀로이드증을 억제할 수 있음을 보고 한다. 비정상적인 베타 아밀로이드 펩타이드의 응집반응은 알츠하이머 병의 대표적인 원인이다. 여러 실험결과에 따르면 광감응된 루테늄 복합체는 성공적으로 아밀로이드 응집체를 분해한다. 더 나아가서, 본 논문은 분해된 아밀로이드 응집체의 용해도와 크기의 변화 그리고 작은 올리고머의 광분해까지 확인 하였다. 또한 광여기된 루테늄 복합체가 단위체 수준의 아밀로이드 펩타이드 결합을 자를 수 있다는 것도 증명하였다. 이 루테늄 복합체의 효험은 광자 에너지를 받은 루테늄 복합체에 의해 생성된 활성 산소종에 의한 것이다. 더군다나 광감응된 루테늄 복합체는 아밀로이드 응집체가 가지는 세포 독성 또한 줄여 주었다. 본 연구는 알츠하이머 병의 치료제로서 루테늄 복합체의 새로운 시각을 제시해준다.
