Many metabolic and neurodegenerative diseases are associated with protein misfolding and aggregation. Insulin a key hormone, under certain conditions aggregates and forms pathological amyloid fibrils. Several polyphenols have been studied extensively to elucidate their inhibitory effect on amyloid formation. In the present study, we used insulin as an amyloid model to test the mechanism and efficacy of rutin as an anti-amyloidogenic molecule. By using electron microscopy, dynamic light scattering and circular dichroism spectroscopy, we show that rutin inhibits the insulin aggregate and fibril formation. Further, rutin interacts with insulin directly and inhibits fibril formation in a dose-dependent manner as demonstrated by micro scale thermophoresis experiments. The molecular docking study predicted the potential binding pocket of rutin at the interface of chain A and chain B of insulin thereby preventing it from forming the aggregates. Since, rutin is a natural anti-oxidant, we studied its role in diminishing amyloid fibril induced cytotoxicity and apoptosis. Rutin, decreases the insulin amyloid fibrils-induced Neuro-2a cytotoxicity by reducing reactive oxygen species (ROS) levels which in turn downregulates Bax and upregulates Bcl-2 and pBad proteins. These findings suggest the potential action of rutin in preventing protein misfolding, cell death, and serves as a lead structure to design novel anti-amyloidosis compounds.

中文翻译：

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芦丁介导的抑制胰岛素淀粉样蛋白形成的机制和保护Neuro-2a细胞免受原纤维诱导的细胞凋亡的作用。

许多代谢和神经退行性疾病与蛋白质错误折叠和聚集有关。胰岛素是一种关键激素，在某些情况下会聚集并形成病理性淀粉样蛋白原纤维。已经广泛研究了几种多酚，以阐明它们对淀粉样蛋白形成的抑制作用。在本研究中，我们使用胰岛素作为淀粉样蛋白模型来测试芦丁作为抗淀粉样蛋白分子的机制和功效。通过使用电子显微镜，动态光散射和圆二色光谱，我们表明芦丁抑制胰岛素聚集和原纤维形成。此外，芦丁与胰岛素直接相互作用，并以剂量​​依赖性方式抑制原纤维形成，如微型热泳实验所证明。分子对接研究预测了芦丁在胰岛素的A链和B链界面处的潜在结合口袋，从而防止了其形成聚集体。由于芦丁是一种天然的抗氧化剂，因此我们研究了其在减少淀粉样蛋白原纤维诱导的细胞毒性和细胞凋亡中的作用。芦丁通过降低活性氧（ROS）含量降低胰岛素淀粉样蛋白原纤维诱导的Neuro-2a细胞毒性，从而降低Bax并上调Bcl-2和pBad蛋白。这些发现暗示了芦丁在预防蛋白质错误折叠，细胞死亡中的潜在作用，并作为设计新型抗淀粉样变性化合物的先导结构。我们研究了其在减少淀粉样蛋白原纤维诱导的细胞毒性和细胞凋亡中的作用。芦丁通过降低活性氧（ROS）含量降低胰岛素淀粉样蛋白原纤维诱导的Neuro-2a细胞毒性，从而降低Bax并上调Bcl-2和pBad蛋白。这些发现暗示了芦丁在预防蛋白质错误折叠，细胞死亡中的潜在作用，并作为设计新型抗淀粉样变性化合物的先导结构。我们研究了其在减少淀粉样蛋白原纤维诱导的细胞毒性和细胞凋亡中的作用。芦丁通过降低活性氧（ROS）含量降低胰岛素淀粉样蛋白原纤维诱导的Neuro-2a细胞毒性，从而降低Bax并上调Bcl-2和pBad蛋白。这些发现暗示了芦丁在预防蛋白质错误折叠，细胞死亡中的潜在作用，并作为设计新型抗淀粉样变性化合物的先导结构。