ABSTRACT To date, the mechanisms of CaCO 3 nucleus formation and crystal growth induced by bacterial cells still remain debatable. Here, an insight on the role of planktonic cells of Bacillus licheniformis DSMZ 8782 in the biomineralization is presented. We showed that during 14-days bacterial growth in a liquid urea/Ca 2+ -containing medium the transformation of CaCO 3 polymorphs followed the classical pathway “ACC-vaterite-calcite/aragonite”. By microscopic techniques, we detected the formation of extracellular matrix (ECM) around the cells at the stage of exponential growth and appearance of electron-dense inclusions at 24 h after the inoculation. The cells formed filaments and created a network, the nodes of which served as sites for further crystal growth. The ECM formation accompanied with the expression of proteins required for biofilm formation, the aldehyde/alcohol dehydrogenase, stress-associated Clp family proteins, and a porin family protein (ompA ortholog) associated with bacterial extracellular vesicles. We demonstrated that urea and CaCl 2 acted as denaturing agents causing matrix formation in addition to their traditional role as a source of carbonate and Ca 2+ ions. We showed that CaCO 3 nucleation occured inside B. licheniformis cells and further crystal growth and polymorphic transformations took place in the extracellular matrix without attaching to the cell surface. The spatial arrangement of the cells was important for the active crystal growth and dependent on environmental factors. The extracellular matrix played a double role being formed as a stress response and providing a favorable microenvironment for biomineralization (a high concentration of ions necessary for CaCO 3 crystal aggregation, fixation and stabilization).

The potential of amyloid-like fibrils formed by peptides as vaccine candidates was investigated using a fragment of the Ebola virus glycoprotein. Peptide in fibrillar form were found to induce an immune response to the full-length protein without causing cellular toxicity or significant changes in hematological studies. The ability of the studied peptide fragment to oligomerize and form amyloid-like fibrils and intermediates suggests potential implications for the virus's mechanisms of action on cells, particularly those of the immune system. Additionally, if native GP2 epitopes are retained in the peptide fibrils, they may serve as effective immunization agents due to their autoadjuvant properties; however, it is important to consider the possibility of cross-reactivity with human proteins. These findings provide valuable insights into the potential use of amyloid-forming peptide as vaccine candidates and highlight the need for further research into their immunogenic and adjuvant properties.

In this study we present molecular dynamics simulations of the antiviral drug triazavirine, that affects formation of amyloid-like fibrils of the model peptide (SI). According to our simulations, triazavirine is able to form linear supramolecular structures which can act as shields and prevent interactions between SI monomers. This model, as validated by simulations, provides an adequate explanation of triazavirine's mechanism of action as it pertains to SI peptide fibril formation.

This work focuses on the study of multimeric alpha-lactalbumin oleic acid and lactoferrin oleic acid complexes. The purpose of the research is to study possible mechanisms involved in their pro-apoptotic activities, as seen in some tumor cell cultures. Complexes featuring oleic acid (OA) with human alpha-lactalbumin (hAl) or with bovine alpha-lactalbumin (bAl), and human lactoferrin (hLf) were investigated using small-angle neutron scattering (SANS). It was shown that while alpha-lactalbumin protein complexes were formed on the surface of polydisperse OA micelles, the lactoferrin complexes comprised a monodisperse system of nanoscale particles. Both hAl and hLf complexes appeared to interact with the chromatin of isolated nuclei affecting chromatin structural organization. The possible roles of these processes in the specific anti-tumor activity of these complexes are discussed.

The fluorescence lifetime of the superfolder green fluorescent protein (SF) and the SF protein fused with islet amyloid polypeptide (SF-IAPP) were studied in polyacrylamide gel. It was shown that the SF average fluorescence lifetime under these conditions slightly differs from that of the SF-IAPP monomer. SF-IAPP does not lose the ability to form amyloid-like fibrils; meanwhile, the average fluorescence lifetime of the fusion protein in fibrils is reduced. We propose the application of Fluorescent-lifetime Imaging Microscopy (FLIM) to the measurement of average fluorescence lifetimes of fusion proteins (amyloidogenic protein-SF) in the context of studies using cellular models of conformational diseases.

The influenza virus polymerase complex is a promising target for new antiviral drug development. It is known that, within the influenza virus polymerase complex, the PB1 subunit region from the 1st to the 25th amino acid residues has to be is in an alpha-helical conformation for proper interaction with the PA subunit. We have previously shown that PB1(6-13) peptide at low concentrations is able to interact with the PB1 subunit N-terminal region in a peptide model which shows aggregate formation and antiviral activity in cell cultures. In this paper, it was shown that PB1(6-13) peptide is prone to form the amyloid-like fibrillar aggregates. The peptide homo-oligomerization kinetics were examined, and the affinity and characteristic interaction time of PB1(6-13) peptide monomers and the influenza virus polymerase complex PB1 subunit N-terminal region were evaluated by the SPR and TR-SAXS methods. Based on the data obtained, a hypothesis about the PB1(6-13) peptide mechanism of action was proposed: the peptide in its monomeric form is capable of altering the conformation of the PB1 subunit N-terminal region, causing a change from an alpha helix to a beta structure. This conformational change disrupts PB1 and PA subunit interaction and, by that mechanism, the peptide displays antiviral activity.

Triazavirine (TZV), a small molecule with a broad spectrum of antiviral activity, shows a tendency to induce the aggregation of melittin (MLT), a cationic membrane-disrupting peptide from the poison of the European bee. In MLT:TZV mixtures, high molecular weight precipitates form once a critical MLT:TZV ratio has been exceeded. Molecular dynamics simulation of MLT-TZV interactions, followed by molecular docking, led us to the hypothesis of multicenter binding of TZV supramolecular complexes to MLT.

This manuscript describes the chemical synthesis of a compound similar to fluorene and Congo red, including characterization of its spectral properties. It was shown that the dye, during interaction with amyloid-like fibrils of several proteins (lysozyme, insulin, and beta-2-microglobulin), has the ability to change fluorescent spectrum. In contrast, monomeric forms of these proteins did not induce significant spectral changes.

Two influenza A nucleoprotein variants (wt: G102R; and mutant: G102R and E292G) were studied with regard to macro-molecular interactions in oligomeric form (24-mers). The E292G mutation has been previously shown to provide cold adaptation. Molecular dynamic simulations of these complexes and trajectory analysis showed that the most significant difference between the obtained models was distance differences between nucleoprotein complex filaments. Influenza virus nucleoprotein complexes were isolated from strains bearing the corresponding NP amino acid substitutions mentioned above. The isolated complexes were characterized by transmission electron microscopy and differential scanning fluorimetry (DSF). Presence of the E292G substitution was shown by DSF to affect nucleoprotein complex melting temperature. In the filament interface peptide model, it was shown that the peptide corresponding in primary structure to the wild-type NP (SGYDFEREGYS, wild type peptide) is prone to temperature-dependent self-association, unlike the peptide carrying the substitution corresponding to E292G (SGYDFGREGYS, mutant peptide). It was also shown that the SGYDFEREGYS peptide (wt) is capable of interacting with a recombinant full-size monomeric nucleoprotein (with primary structure corresponding to wild type); this interaction's equilibrium dissociation constant is five orders of magnitude lower than for the SGYDFGREGYS peptide. Using small-angle neutron scattering (SANS), the supramolecular structures of isolated complexes of these proteins was studied at temperatures of 15, 32, and 37C. SANS data show that the structures of the studied complexes (mutant or normal proteins with RNA) at elevated temperature differ from the rod-like particle model and react differently to temperature changes. The data suggest that the mechanism behind cold adaptation with E292G is associated with a weakening of the interaction between filaments of the ribonucleoprotein complex and, as a result, the appearance of inter-chain interface flexibility necessary for complex function at low temperature.

Abstract Using a set of programs for analyzing the primary structure of amyloidogenic proteins, we analyzed the primary structure of the of the COVID-19 NSP7 protein. Peptides containing potential amyloidogenic determinants in the primary structure have been synthesized and shown to be capable of forming amyloid-like fibrils in vitro . In the future, this peptide can be used as a basis for creating antiviral agents that act directly on the spatial structure of the NSP7 subunit of the COVID-19 polymerase.