Apolipoprotein E (apoE) is one of the strongest risk factors of Alzheimer’s disease (AD). ApoE is known to participate in the fibril formation of amyloid β in isoform-dependent manner. Due to its amphipathic nature, apoE can possess various structural arrangements including lipidated ‘open form’ and lipid-free ‘closed form’. In this thesis, the nanoscale structures of apoE were identified using biophysical techniques such as transmission electron microscopy (TEM), synchrotron small angle X-ray scattering (SAXS), and atomic force microscopy (AFM). At high concentration (> 0.1 mg/mL), apoE existed as tetramer, which appeared as ‘short rod’ shape. Interestingly, when apoE is diluted to physiological concentration (0.01-0.05 mg/mL), it formed elongated fibril structure. This fibrillation also occurred at chemically denaturing condition and high ionic strength, suggesting that ‘open form’ of apoE can be a prerequisite of fibrillation. This finding provides new insights on apoE self-association mechanism and its role in AD pathology.
아포지단백질 E는 알츠하이머병의 가장 강력한 위험 인자 중 하나이다. 아포지단백질 E는 이소형에 따라 다른 방식으로 아밀로이드 베타의 섬유 형성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 아포지단백질 E는 양친성을 띠고 있어, 지질을 머금은 ‘열린 구조’와 지질이 없는 ‘닫힌 구조’ 등 여러 종류의 형태를 가질 수 있다. 본 학위논문에서는 투과전자현미경, 가속기 소각 X-선 산란, 원자간력 현미경 등의 생물리학적 기법을 이용하여 아포지단백질 E의 나노구조를 밝혔다. 아포지단백질 E는 고농도 (> 0.1 mg/mL)에서 사량체로 존재하였는데, 이는 ‘짧은 막대’형태로 나타났다. 흥미롭게도, 생리학적 농도 (0.01-0.05 mg/mL)로 묽혀졌을 때, 아포지단백질 E는 늘어난 섬유 구조를 이루었다. 이 섬유화는 화학적 변성 조건 및 높은 이온화강도에서도 일어났는데, 이는 아포지단백질 E의 ‘열린 형태’가 섬유화의 선결 조건임을 제시한다. 이 발견은 아포지단백질 E의 자기조립 기작 및 알츠하이머병에서의 역할에 대한 연구에 있어 새로운 통찰을 제공한다.
