Co to są fibryle amyloidowe?

Fibille 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 tworzące włókna amyloidowe w ludzkich chorobach obejmują łańcuchy światła immunoglobuliny, gelsolinę, prokalcytoninę, białko beta-amyloidowe, białko amyloidu w surowicy, beta 2-mikroglobulin, białko transthiretyny i prionowe.

Niezależnie od zaangażowanych białek fibryle amyloidowe mają charakterystyczne właściwości strukturalne, szczególnie ich czwartorzędową strukturę.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 włóknistej.

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 chorobach łowcy.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 Alzheimerami, uważa się, że powiązanie hydrofobowe utrzymuje 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 wobec komórek lub dlaczego krótsze włókna są bardziej toksyczne, ale jedną z możliwości jest to, że ich niewielki rozmiar ułatwia wchodzenie w komórki.

Te włókna mają charakterystyczny prosty, nieuprzejmy wygląd, gdy obserwowano przez przez cały czas wyglądmikroskopia elektronowa.Zazwyczaj identyfikowane są pośrednio za pomocą barwników fluorescencyjnych, polarymetrii plam, okrągłego dichroizmu lub spektroskopii w podczerwieni transformacji Fouriera.Analizę dyfrakcji rentgenowskiej można zastosować do bezpośredniego określenia obecności struktury kręgosłupa krzyżowego przez charakterystyczne sygnały dyfrakcji rozpraszania.