Cosa sono le fibrille amiloide?

Le fibrille amiloide sono aggregati proteici simili a fili che sono insolubili e resistenti all'attività di proteasi.A seconda delle proteine che costituiscono le fibrille, le strutture amiloide possono accumularsi in diversi siti del corpo, tra cui il cervello, le articolazioni e il pancreas.Estese prove genetiche, patologiche e biochimiche indicano che l'accumulo di fibrille amiloidi nei tessuti è coinvolto in numerose malattie, tra cui Alzheimer, Parkinson, diabete di tipo 2 e malattie del prione.Ad esempio, i cervelli dei pazienti di Alzheimer mostrano placche di fibrille amiloidi formate dalla proteina beta-amiloide.

Circa 30 proteine formano fibrille amiloidi nell'uomo;Non sono correlati e non condividono una struttura comune o una somiglianza di sequenza.Tutti, tuttavia, sono piegati in un modo che differisce dai normali motivi di piegatura delle proteine, con la stessa struttura sempre trovata nel nucleo di una fibrilla.Le proteine che formano fibrille amiloidi nelle malattie umane comprendono catene di luce immunoglobulina, gelsolina, procalcitonina, proteina beta-amiloide, proteina sierica di amiloide A, beta 2-microglobulina, trantiretina e proteina di prione.

Indipendentemente dalle proteine coinvolte, le fibrille amiloide hanno proprietà strutturali caratteristiche, in particolare la loro struttura quaternaria a foglio cross-beta.Le singole proteine si basano in lunghi filamenti che si collegano fianco a fianco nei nastri.Queste pile di fogli beta, strettamente collegati da legami idrogeno, corrono perpendicolari al asse lungo delle fibrille.

Questa struttura distintiva potrebbe derivare dalla forte carica trasportata dai mattoni delle fibrille.Le proteine con sequenze ricche di glutammina sono importanti nelle malattie del prione e nella malattia di Huntingtons.Le glutamine possono prepararsi alla struttura del foglio beta formando legami idrogeno intrastrand tra i carbonili e i nitrogeni ammide.In altre proteine, come la proteina beta-ameloide associata ad Alzheimer, si ritiene che l'associazione idrofobica tenga insieme la struttura. Le fibrille amiloide sono il risultato di problemi nell'autoassemblaggio delle proteine e sembrano essere il risultato del processo di invecchiamento.La stragrande maggioranza delle malattie causate dalle strutture amiloidi si trova nei pazienti anziani.Una volta si credeva che le fibrille ameloidi fossero inerte, con intermedi tossici dannosi per cellule durante la loro formazione causando il danno cellulare.La ricerca ha dimostrato, tuttavia, che le fibre stesse sono in realtà tossiche, in particolare se frammentate in pezzi più corti.Non è noto esattamente come le fibre siano tossiche per le cellule o perché le fibre più brevi siano più tossiche, ma una possibilità è che le loro piccole dimensioni rendano più facile entrare le cellule.

Queste fibrille hanno un aspetto caratteristico diritti e senza rami se osservati damicroscopio elettronico.Di solito sono identificati indirettamente usando coloranti fluorescenti, polarimetria a macchia, dicroismo circolare o spettroscopia a infrarossi di trasformata di Fourier.Un'analisi di diffrazione dei raggi X può essere utilizzata per determinare direttamente la presenza della struttura della colonna vertebrale incrociata mediante segnali di diffrazione di scattering caratteristici.