Was sind Amyloidfibrillen?

Amyloidfibrillen sind fadenartige Proteinaggregate, die unlöslich und gegen die Proteaseaktivität resistent sind.Abhängig vom Protein, der die Fibrillen ausmacht, können sich Amyloidstrukturen an verschiedenen Stellen im Körper ansammeln, einschließlich Gehirn, Gelenke und Bauchspeicheldrüse.Umfangreiche genetische, pathologische und biochemische Beweise 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 Fibrille gefunden wird.Proteine, die Amyloidfibrillen bei menschlichen Erkrankungen bilden, umfassen Immunglobulin-Lichtketten, Gelsolin, Prokalcitonin, 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 quaternäre Cross-Bet-Sheet-Struktur.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 der Fibrillen.

Diese charakteristische Struktur kann aus der starken Ladung von den Bausteinen der Fibrillen entstehen.Proteine mit glutaminreichen Sequenzen sind bei Prionerkrankungen und Huntingtons-Krankheiten wichtig.Die Glutamine können die Beta-Blattstruktur durch die Bildung von intrastranden Wasserstoffbindungen zwischen den Amidcarbonylen und den Wolkenbindungen abbilden.In anderen Proteinen, wie dem Alzheimer-assoziierten Beta-Ameloid-Protein, wird angenommen, dass die hydrophobe Assoziation die Struktur zusammenhält.Die überwiegende Mehrheit der durch Amyloidstrukturen verursachten Krankheiten findet sich bei älteren Patienten.Es wurde einst 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 sind.Es ist nicht genau bekannt, wie die Fasern für Zellen giftig sind oder warum die kürzeren Fasern giftiger sind, aber eine Möglichkeit besteht darinElektronenmikroskopie.Sie werden normalerweise indirekt unter Verwendung von Fluoreszenzfarbstoffen, Fleckenpolarimetrie, kreisförmiger Dichroismus oder Fourier -Transformationsinfrarotspektroskopie identifiziert.Eine Röntgenbeugungsanalyse kann verwendet werden, um das Vorhandensein der Cross-beta-Wirbelsäulenstruktur durch charakteristische Streubeugungssignale direkt zu bestimmen.