Amyloïde fibrillen werden voor het eerst geïdentificeerd binnen een groep ziekten die bekendstaat als Amyloïdosen, waarbij eiwitrijke fibrillen zich ophopen in de extracellulaire ruimtes van weefsels1. Elke ziekte wordt gekenmerkt door een bepaald precursoreiwit dat een conformationele verandering ondergaat om sterk geordende, stabiele eiwitfibrillente vormen 2,3. De recentere definitie van amyloïde fibrillen omvat nu fibrillen die zich ophopen in de cellulaire omgeving. Meer recentelijk zijn er een aantal functionele systemen geïdentificeerd die de amyloïdestructuur gebruiken om stabiliteit, hechting of zelfs informatieopslag te bieden. Ondanks het grote scala aan eiwitstructuren die zichzelf kunnen assembleren tot amyloïde fibrillen, delen ze allemaal een kruis-β structuur4. Deze kruis-β opstelling werd voor het eerst beschreven door Astbury voor henne-eiwit5 en later verder uitgelegd door Geddes voor kruis-β zijde6. In deze eiwitarchitectuur bestaan de fibrillen uit β-strengen die loodrecht op de fibrilas lopen, welke vervolgens zijn gerangschikt in β-sheets die via de zijketens samenkomen tot wat later sterische ritsen7 werd genoemd. Dit creëert een zeer stabiele organisatie die bij elkaar wordt gehouden door waterstofbruggen die parallel aan de vezel lopen, naast hydrofobe, elektrostatische en polaire interacties via zijketens8.
Vroege structurele studies gebruikten röntgenvezeldiffractie om de structuur van amyloïde fibrillen te onderzoeken, waarbij de fibrillen werden uitgelijnd en georiënteerd om een bundel amyloïde fibrillen te vormen die in de röntgenbundel van een diffraktometer 9,10 konden worden geplaatst. Een generieke structuur van amyloïde fibrillen werd gegenereerd om te passen bij de diffractiepatronen van verschillende amyloïde fibrillen die uit menselijk ziekteweefsel waren gehaald of in vitrowaren gekweekt, en dit heeft een basis geboden voor verdere structurele beschrijvingen11. In de afgelopen jaren hebben vooruitgang in solid-state kernmagnetische resonantie (ssNMR), microkristal röntgenkristallografie en cryogene elektronenmicroscopie (CryoEM) atomaire details geleverd voor de cross-β structuur11. De röntgenvezeldiffractiemethode blijft echter belangrijk en nuttig, en geeft informatie over de repetitieve organisatie van de eiwitten. Bovendien kan in sommige gevallen informatie met betrekking tot een langere termijn opdracht toegankelijk zijn. Fundamenteel wordt röntgenvezeldiffractie vaak gebruikt om de aanwezigheid van amyloïdefibrillen gevormd uit verschillende eiwitten te bevestigen, en het cross-β patroon is een van de belangrijkste vereisten om een vezelige assemblage als amyloïde12 te classificeren.
Hier beschrijven we de methodologie die wordt gebruikt om amyloïde fibrillen te bereiden en deze uit te lijnen voor het verzamelen van röntgenvezeldiffractiegegevens. Daarnaast geven we details over hoe de diffractiegegevens verder geanalyseerd kunnen worden om een modelstructuur te genereren, het voorspelde diffractiepatroon en vergeleken met diffractiegegevens van ex-vivo-afgeleide fibrillen.