Co je polyglutamin?
Polyglutamin (polyQ) je část proteinu, který obsahuje dlouhý segment aminokyselin glutaminu, obvykle sahající od 10 do 40 zbytků glutaminu. Když je polyglutaminový trakt, někdy nazývaný polyglutaminový ocas, neobvykle dlouhý, může u některých jedinců vést k neurodegenerativnímu onemocnění. Mezi hlavní choroby, které jsou důsledkem této abnormality, patří Huntingtonova choroba, Kennedyho choroba, Haw Riverův syndrom a různé spinocerebelární ataxie.
Vznik neobvykle dlouhého polyglutaminového traktu je často způsoben genetickými mutacemi. Mnoho z těchto mutací je zděděno; Kennedyho choroba je například recesivní, vázaná na X, což znamená, že mutace genu nemoci je umístěna na X-chromozomu a že jedinec musí mít dvě kopie genu, aby se onemocnění vyvinulo. Další běžná neurodegenerativní onemocnění způsobená prodloužením délky polyQ traktu jsou autozomálně dominantní, což znamená, že gen je přítomen na chromozomu non-sex a že jedinec potřebuje pouze jednu kopii genu pro rozvoj onemocnění.
Genetické mutace často zahrnují nadměrné opakování tří-nukleotidové sekvence cytidin-adenosin-guanosinu (CAG). Tyto trojice, známé jako opakování CAG, každý kód pro přidání jednoho zbytku glutaminu do polyglutaminového ocasu. Když je příliš mnoho opakování, ocásek je příliš dlouhý, což způsobuje problémy pro molekulu proteinu a nakonec pro tělo jako celek. Počet dalších opakování CAG se u každé nemoci liší a někteří jedinci s vysokým počtem opakování CAG nekončí vývojem žádné formy neurodegenerativního onemocnění, což naznačuje, že existuje určitý stupeň pravděpodobnosti nebo faktory prostředí, které přispívají k rozvoji nemoci.
Dlouhé ocasy polyQ mohou v těle způsobit několik hlavních problémů. Zaprvé mohou narušovat funkci nebo tvar proteinů, na které jsou navázány. Extra glutaminové zbytky mohou často způsobit selhání proteinu, což brání jeho normální funkci v buňce. Kromě toho mohou abnormální polyglutaminové zbytky zabránit tomu, aby byly tyto nefunkční proteiny fixovány nebo zničeny vnitřními obrannými mechanismy buňky, což zhoršuje jejich škodlivé účinky.
Za druhé, i když enzymy buňky jsou schopné korigovat proteiny odštěpením přebytečných polyglutaminových jednotek, mohou se jednotky často agregovat do proteinových spleti. Tyto spletence se nejen mohou dostat do cesty normálním buněčným procesům, ale mohou také neúmyslně zachytit jiné proteiny a molekuly a dále poškodit buňku. Každé z různých neurodegenerativních onemocnění vzniká z mírně odlišného mechanismu, ale všechny zahrnují určitou úroveň abnormální délky polyglutaminového ocasu, která poškozuje nervové buňky.