Was sind Amyloidfibrillen?
Amyloidfibrillen sind fadenartige Proteinaggregate, die unlöslich und gegen die Proteaseaktivität resistent sind. Abhängig von dem Protein, der die Fibrillen ausmacht, können sich Amyloidstrukturen an verschiedenen Stellen im Körper ansammeln, einschließlich Gehirn, Gelenke und Bauchspeicheldrüse. Umfangreiche genetische, pathologische und biochemische Nachweise deuten darauf hin, dass die Akkumulation von Amyloidfibrillen in Geweben an zahlreichen Krankheiten beteiligt ist, einschließlich Alzheimer, Parkinson, Typ -2 -Diabetes und Prionerkrankung. Zum Beispiel zeigen die Gehirne der Alzheimer-Patienten Plaques von Amyloidfibrillen, die aus Beta-Amyloid-Protein gebildet werden.
ungefähr 30 Proteine bilden beim Menschen Amyloidfibrillen; Sie sind nicht verwandt und teilen keine gemeinsame Struktur oder Sequenzähnlichkeit. Alle von ihnen werden jedoch in einer Weise gefaltet, die sich von normalen Proteinfaltungsmustern unterscheidet, wobei die gleiche Struktur immer im Kern eines Fibrills gefunden wird. Proteine, die Amyloidfibrillen bei menschlichen Krankheiten bilden, umfassen Immunglobulin -Lichtketten, GelSolin, Procalcitonin, Beta-Amyloid-Protein, Serumamyloid-A-Protein, Beta-2-Mikroglobulin, Tretenhyretin und Prionprotein.
Unabhängig von den beteiligten Proteinen weisen Amyloidfibrillen charakteristische strukturelle Eigenschaften auf, insbesondere die Quartärstruktur für Kreuzbeta-Blätter. Einzelne Proteine bauen in lange Filamente auf, die nebeneinander in Bänder verknüpfen. Diese Stapel von Beta-Blättern, die eng durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind, laufen senkrecht zur langen Achse des Fibrillens.
Diese charakteristische Struktur kann aus der starken Ladung von den Bausteinen der Fibrillen entstehen. Proteine mit glutaminreichen Sequenzen sind bei Prionerkrankungen und der Huntington-Krankheit wichtig. Die Glutamine können die Beta-Blattstruktur durch die Bildung von IntraStrand-Wasserstoffbindungen zwischen den Amid-Carbonlen und den Nitrogenen bilden. In anderen Proteinen wie dem Alzheimer-assoziierten Beta-Ameloid-Protein, hydrophoben ASSOEs wird angenommen, dass Ciation die Struktur zusammenhält.
Amyloidfibrillen sind ein Ergebnis von Problemen bei der Protein-Selbstorganisation und scheinen ein Ergebnis des Alterungsprozesses zu sein. Die überwiegende Mehrheit der durch Amyloidstrukturen verursachten Krankheiten findet sich bei älteren Patienten. Es wurde einmal angenommen, dass Ameloidfibrillen inert sind und toxische Zell-Zwischenprodukte während ihrer Bildung die Zellschädigung verursachen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die Fasern selbst tatsächlich giftig sind, insbesondere wenn sie in kürzere Stücke fragmentiert werden. Es ist nicht genau bekannt, wie die Fasern für Zellen giftig sind oder warum die kürzeren Fasern giftiger sind, aber eine Möglichkeit besteht darin, dass ihre geringe Größe das Eintritt in Zellen erleichtert.
Diese Fibrillen haben ein charakteristisches gerader, unverzündetes Erscheinungsbild, wenn sie durch Elektronenmikroskopie beobachtet werden. Sie werden normalerweise indirekt anhand von Fluoreszenzfarbstoffen, Fleckenpolarimetrie, kreisförmiger Dichroismus oder Fourier -Transformationsinfrarotspektroskopie identifiziert. Eine Röntgenbeugungsanalyse kannverwendet werden, um das Vorhandensein der Cross-beta-Wirbelsäulenstruktur durch charakteristische Streubeugungssignale direkt zu bestimmen.