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Genipin and pyrogallol: Two natural small molecules targeting the modulation of disordered proteins in Alzheimer's disease - 11/11/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115770 
Sujin Kim a, b, 1, Da Gyeong Hyun c, d, e, f, 1, Yunkwon Nam a, 1, Soo Jung Shin a, 1, Dongjoon Im c, d, e, f, Hyeon soo Kim a, Seol Hwa Leem a, Hyun Ha Park a, Byeong-Hyeon Kim a, Yong Ho Park a, Eunbi Cho g, William A. Goddard f, Dong Hyun Kim g, , Hugh I. Kim c, d, e, f, , Minho Moon a, b,
a Department of Biochemistry, College of Medicine, Konyang University, Daejeon 35365, the Republic of Korea 
b Research Institute for Dementia Science, Konyang University, Daejeon 35365, the Republic of Korea 
c Department of Chemistry, Korea University, Seoul 02841, the Republic of Korea 
d Center for Proteogenome Research, Korea University, Seoul 02841, the Republic of Korea 
e Single Cell Analysis Laboratory, Korea University, Seoul 02841, the Republic of Korea 
f Division of Chemistry and Chemical Engineering and Materials Process and Simulation Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, United States 
g Department of Pharmacology, School of Medicine, Konkuk University, Seoul 05029, the Republic of Korea 

Corresponding author.⁎⁎Corresponding author at: Department of Chemistry, Korea University, Seoul 02841, the Republic of Korea.Department of Chemistry, Korea UniversitySeoul02841the Republic of Korea⁎⁎⁎Corresponding author at: Department of Biochemistry, College of Medicine, Konyang University, Daejeon 35365, the Republic of Korea.Department of Biochemistry, College of Medicine, Konyang UniversityDaejeon35365the Republic of Korea.

Abstract

Alzheimer's disease (AD) is characterized by the aggregation of disordered proteins, such as amyloid beta (Aβ) and tau, leading to neurotoxicity and disease progression. Despite numerous efforts, effective inhibitors of Aβ and tau aggregates have not been developed. Thus, we aimed to screen natural small molecules from crude extracts that target various pathologies and are prescribed for patients with neurological diseases. In this study, we screened 162 natural small molecules prescribed for neurological diseases and identified genipin and pyrogallol as hit compounds capable of simultaneously regulating the aggregation of Aβ and tau K18. Moreover, we confirmed the dual modulatory effects of these compounds on the reduction of amyloid-mediated neurotoxicity in vitro and the disassembly of preformed Aβ42 and tau K18 fibrils. Furthermore, we observed the alleviatory effects of genipin and pyrogallol against AD-related pathologies in triple transgenic AD mice. Molecular dynamics and docking simulations revealed the molecular interaction dynamics of genipin and pyrogallol with Aβ42 and tau K18, providing insights into their suppression of aggregation. Our findings suggest the therapeutic potential of genipin and pyrogallol as dual modulators for the treatment of AD by inhibiting aggregation or promoting dissociation of Aβ and tau.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Genipin/pyrogallol modulate aggregation/dissociation of amyloid beta (Aβ) and tau.
Genipin and pyrogallol alleviate Aβ- and tau-induced pathologies in 3xTg mice.
Genipin and pyrogallol regulate aggregation of Aβ and tau via conformational shift.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : 3xTg, AD, ANS, ARIA, , BBB, BSA, DAPI, DMSO, DPBS, EOM, GFAP, Iba-1, MTT, NeuN, PB, PBS, PDI, PFA, REMD, RMSD, SAXS, SD, SYN, TEM, ThS, ThT, TP

Keywords : Alzheimer’s disease, Amyloid beta, Tau, Genipin, Pyrogallol


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Vol 168

Article 115770- décembre 2023 Retour au numéro
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