Co jsou amyloidní fibrily?

amyloidní fibrily jsou agregáty proteinu podobné nimu, které jsou nerozpustné a odolné vůči proteázové aktivitě. V závislosti na proteinu tvořících fibrily se amyloidní struktury mohou akumulovat na různých místech v těle, včetně mozku, kloubů a slinivky břišní. Rozsáhlé genetické, patologické a biochemické důkazy ukazují, že akumulace amyloidních fibril v tkáních se podílí na mnoha onemocněních, včetně Alzheimerovy choroby, Parkinsonovy, diabetes typu 2 a prionového onemocnění. Například mozky Alzheimerových pacientů vykazují plaky amyloidních fibril vytvořených z beta-amyloidního proteinu.

Přibližně 30 proteinů tvoří u lidí amyloidní fibrily; Nejsou příbuzní a nesdílejí společnou strukturu nebo sekvenční podobnost. Všechny z nich jsou však složeny způsobem, který se liší od normálních vzorců skládání proteinů, se stejnou strukturou vždy nalezenou v jádru fibrilu. Proteiny, které vytvářejí amyloidní fibrily u lidských onemocnění, zahrnují imunoglobulinové světelné řetězce, gelSolin, procalcitonin, beta-amyloidní protein, protein amyloidu A amyloidu séra, beta 2-mikroglobulin, transtyretin a prionový protein.

Bez ohledu na zapojené proteiny mají amyloidní fibrily charakteristické strukturální vlastnosti, zejména jejich kvartérní strukturu mezi beta. Jednotlivé proteiny se staví do dlouhých vláken, která spojují bok po boku do stuh. Tyto hromádky beta-listů, pevně spojené vodíkovými vazbami, běží kolmo k dlouhé ose fibrilu.

Tato výrazná struktura by mohla vyplynout ze silného náboje neseného stavebními bloky fibril. Proteiny se sekvencemi bohatými na glutamin jsou důležité u prionových chorob a Huntingtonovy choroby. Glutaminy mohou podvádět strukturu beta-listiny vytvořením intrastrandových vodíkových vazeb mezi amidovými karbonyly a nitrogeny. V jiných proteinech, jako je Alzheimerova beta-ameloidní protein spojená s Alzheimerovým chorobou, hydrofobní AssoPředpokládá se, že strukturu drží pohromadě.

amyloidní fibrily jsou výsledkem problémů v proteinové samostavení a zdá se, že jsou výsledkem procesu stárnutí. Převážná většina onemocnění způsobených amyloidními strukturami se nachází u starších pacientů. Jednou se věřilo, že ameloidní fibrily jsou inertní, přičemž toxické meziprodukty poškozují buňky během jejich tvorby způsobující poškození buněk. Výzkum však ukázal, že samotná vlákna jsou ve skutečnosti toxická, zejména pokud jsou fragmentována do kratších kusů. Není přesně známo, jak jsou vlákna toxická pro buňky nebo proč jsou kratší vlákna toxičtější, ale jednou z možností je, že jejich malá velikost usnadňuje vstup do buněk.

Tyto fibrily mají charakteristický rovný, neřídějící vzhled, když je pozorován elektronovou mikroskopií. Obvykle jsou identifikovány nepřímo pomocí fluorescenčních barviv, skvrn polarimetrie, kruhového dichroismu nebo Fourierovy transformační infračervené spektroskopie. Rentgenová difrakční analýza můžebýt použit k přímému určení přítomnosti struktury křížové páteře podle charakteristických rozptylových difrakčních signálů.