Что такое полиглутамин?

Полиглутамин (polyQ) - это часть белка, которая содержит длинный сегмент глутаминовых аминокислот, обычно в пределах от 10 до 40 остатков глютамина. Когда тракт полиглутамина, иногда называемый хвостом полиглутамина, имеет необычно длинную длину, это может привести к нейродегенеративному заболеванию у некоторых людей. Некоторые из основных заболеваний, которые возникают в результате этой патологии, включают болезнь Хантингтона, болезнь Кеннеди, синдром Хо-Ривер и различные спиноцеребеллярные атаксии.

Образование необычайно длинного полиглутаминового тракта часто вызывается генетическими мутациями. Многие из этих мутаций наследуются; Например, болезнь Кеннеди является Х-связанной рецессивностью, что означает, что мутация гена заболевания локализована на Х-хромосоме и что человек должен обладать двумя копиями гена, чтобы развить заболевание. Другие распространенные нейродегенеративные заболевания, вызванные увеличением длины поли-тракта, являются аутосомно-доминантными, что означает, что ген присутствует в несексуальной хромосоме, и что человеку требуется только одна копия гена для развития заболевания.

Генетические мутации часто включают избыточные повторы трехнуклеотидной последовательности цитидин-аденозин-гуанозин (CAG). Эти триплеты, известные как CAG-повторы, каждый кодируют для добавления одного остатка глутамина к хвосту полиглутамина. Когда повторений слишком много, хвост становится слишком длинным, что создает проблемы для молекулы белка и, в конечном счете, для всего тела. Количество дополнительных CAG-повторов варьируется для каждой болезни, и у некоторых людей с большим количеством CAG-повторов не развивается какая-либо форма нейродегенеративного заболевания, что указывает на некоторую вероятность или факторы окружающей среды, которые способствуют развитию заболевания.

Длинные хвосты polyQ могут создать пару основных проблем в организме. Во-первых, они могут мешать функционированию или форме белков, к которым они прикреплены. Дополнительные остатки глютамина могут часто вызывать неправильное складывание белка, препятствуя его способности нормально функционировать в клетке. Кроме того, ненормальные хвосты полиглутамина могут препятствовать фиксации или разрушению этих неисправных белков внутренними защитными механизмами клетки, ухудшая их вредное воздействие.

Во-вторых, даже когда ферменты клетки способны корректировать белки, отсекая избыточные полиглутаминовые единицы, эти единицы часто могут объединяться в клубки белков. Эти клубки могут не только мешать нормальным клеточным процессам, но также могут непреднамеренно задерживать другие белки и молекулы, еще больше повреждая клетку. Каждое из различных нейродегенеративных заболеваний возникает из-за немного другого механизма, но все они включают некоторый уровень ненормальной длины хвоста полиглутамина, который повреждает нервные клетки.