Co to są fibryle amyloidowe?
Włókna amyloidowe są nitkowate agregaty białkowe, które są nierozpuszczalne i odporne na aktywność proteazy. W zależności od białka tworzenia włókien struktury amyloidu mogą gromadzić się w różnych miejscach w organizmie, w tym w mózgu, stawach i trzustce. Obszerne dowody genetyczne, patologiczne i biochemiczne wskazują, że akumulacja włókien amyloidowych w tkankach jest zaangażowana w liczne choroby, w tym Alzheimer, Parkinsona, cukrzyca typu 2 i choroby prionowe. Na przykład mózgi pacjentów z chorobą Alzheimera wykazują płytki włókien amyloidowych utworzonych z białka beta-amyloidowego.
Około 30 białek tworzy fibryle amyloidowe u ludzi; Nie są one powiązane i nie mają wspólnego podobieństwa struktury ani sekwencji. Wszystkie z nich są jednak składane w sposób, który różni się od normalnych wzorów składania białka, z tą samą strukturą zawsze występującą w rdzeniu włókien. Białka, które tworzą włóknię amyloidowe w chorobach ludzkich, obejmują łańcuchy lekkie immunoglobuliny, żelSolin, prokalcytonina, białko beta-amyloidowe, białko amyloidowe w surowicy A, beta 2-mikroglobulina, białko przeztrenowe i prionowe.
Niezależnie od zaangażowanych białek włókniny amyloidowe mają charakterystyczne właściwości strukturalne, szczególnie ich strukturę czwartorzędową między beta. Pojedyncze białka wbudowują się w długie włókna, które łączą obok siebie w wstążki. Te stosy beta-arkuszy, ściśle związane wiązaniami wodorowymi, przebiegają prostopadle do długiej osi włóknistego.
Ta charakterystyczna struktura może wynikać z silnego ładunku przenoszonego przez elementy składowe włókien. Białka z sekwencjami bogatymi w glutaminę są ważne w chorobach prionowych i chorobie Huntingtona. Glutaminy mogą przygotowywać strukturę beta-arkusz, tworząc wiązania wodorowe wąstkowe między karbonylami amidowymi i nitrogenami. W innych białkach, takich jak białko beta-ameloidowe związane z Alzheimerem, hydrofobowy assoUważa się, że łączy strukturę.
Fibryle amyloidowe są wynikiem problemów w samoorganizacji białka i wydają się być wynikiem procesu starzenia. Zdecydowana większość chorób spowodowanych przez struktury amyloidów występuje u pacjentów z starszymi. Uważano kiedyś, że włókna ameloidowe są obojętne, przy czym toksyczne pośredniki uszkadzające komórki powodują uszkodzenie komórek. Badania wykazały jednak, że same włókna są w rzeczywistości toksyczne, szczególnie gdy są podzielone na krótsze kawałki. Nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób włókna są toksyczne dla komórek lub dlaczego krótsze włókna są bardziej toksyczne, ale jedną z możliwości jest to, że ich niewielki rozmiar ułatwia wejście do komórek.
Te fibryle mają charakterystyczny prosty, nieuprzejmy wygląd, gdy obserwowano za pomocą mikroskopii elektronowej. Zazwyczaj identyfikowane są pośrednio za pomocą barwników fluorescencyjnych, polarymetrii plam, okrągłego dichroizmu lub spektroskopii w podczerwieni transformacji Fouriera. Analiza dyfrakcji rentgenowskiej możeużyć do bezpośredniego określenia obecności struktury kręgosłupa krzyżowego przez charakterystyczne sygnały dyfrakcji rozpraszania.