アミロイド線維

タンパク質は、内側に疎水性アミノ酸、外側に荷電アミノ酸と極性アミノ酸を持つ、エネルギー的に有利な構造に折り畳まれます。一部のタンパク質はそれ自体で簡単に折り畳まれますが、多くはシャペロンと呼ばれるタンパク質によって正しく折り畳まれるように導かれます。

タンパク質は、しばしば誤って折りたたまれたタンパク質と呼ばれる誤った形状に折り畳まれることがあり、これはプロテアソームによって分解されます。

加齢や病気によるシャペロンやプロテアソームの機能不全など、細胞のモニタリングが不十分な場合、タンパク質が異常な形状にとどまる可能性があります。

突然変異は、元のタンパク質の形状が好ましくなくなると、タンパク質のミスフォールディングを引き起こす可能性があります。

細胞質の物理的または化学的変化などの外因性要因により、適切に折りたたまれたタンパク質が新しい環境に適した新しい構造に強制されます。

メカニズムが何であれ、ミスフォールディングはタンパク質の短い疎水性セグメントを露出させ、タンパク質を水に不溶性にする可能性があります。これらの疎水性セグメントの一部は、通常はアルファヘリックスに折り畳まれますが、ベータシートに組み立てることができます。

同じ誤って折りたたまれたタンパク質の中の何百ものベータシートが水素結合を形成し、積み重ねて長いフィラメントを形成します。密集した2つのベータシートのスタックが結合してクロスベータフィラメントを形成します。

この構造では、個々のベータシートは中心軸に対して垂直に配置されています。これらのフィラメントは、凝集してアミロイド線維を形成することができます。

アミロイド線維の蓄積は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの特定の神経変性疾患で観察されています。ヒトのクロイツフェルト・ヤコブ病や、一般に狂牛病として知られているウシ海綿状脳症などのプリオン病も、アミロイド線維の形成を伴います。

特定のプリオンタンパク質の1つであるPrPは、神経膜タンパク質です。PrPが誤って折りたたまれると、正常なPrPが異常な形状に変換される可能性があります。すべてのPrPは、最終的には異常な構造を前提としています。

誤って折りたたまれたPrPにはベータシートが含まれているため、アミロイド線維が凝集して形成される傾向があります。この伝染性のアミロイド形成は、致命的な神経変性に関連しています。

しかし、すべてのアミロイド線維が有害というわけではありません。一部の細菌は、表面にアミロイド線維を使用して保護バイオフィルムを作成します。さらに、真核生物は可逆的なアミロイド線維を構築して、細胞が分泌タンパク質を放出する必要があるまで

貯蔵します。

これらの可逆的なアミロイドを理解することは、不可逆的なアミロイド凝集体の治療法を開発するのに役立ちます。