3.9:
Амилоидные фибриллы
3.9:
Амилоидные фибриллы
Амилоидные фибриллы представляют собой скопления неправильно сложенных белков. В большинстве случаев неправильно сложенные белки либо повторно укладываются белками-шаперонами, либо разрушаются протеасомой. Однако в случае мутации или болезни эти белки могут накапливаться, образуя большие скопления, и часто далее собираться, образуя удлиненные волокна, называемые фибриллами.
Отложения амилоида были обнаружены уже в 1639 году в печени и селезенке. В 1854 году Рудольф Вирхов выполнил йодное окрашивание, обычно используемое для обнаружения целлюлозы, и пришел к выводу, что отложения представляют собой какой-то тип углеводов. Он назвал эти отложения амилоидом от греческого слова amylon и латинского amylum – крахмал. Несмотря на то, что, всего несколько лет спустя, в 1859 году, Фридрих и Кекуле обнаружили, что агрегаты в основном представляют собой белок, неправильное название продолжает использоваться. Первоначально считалось, что фибриллы образуются только вне клеток, но позже было показано, что амилоид нарушает внутриклеточные функции.
Амилоидные нарушения связаны со скоплением различныхбелков. Несмотря на отличия в аминокислотных последовательностях и структурах белков, вызывающих заболевания, характерной особенностью амилоидных волокон являются укладывающиеся в стопку β-листы. Формирование этих нерастворимых фибрилл из растворимых белков происходит из-за образования частично несвернутого промежуточного продукта. Этот промежуточный продукт является термодинамически невыгодным и быстро превращается в стабильный полимер.
Фибриллы и другие агрегаты, например бляшки, являются характерными особенностями таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Однако точный механизм нейродегенерации и то, являются ли фибриллы причиной или симптомом, все еще обсуждается. Другие заболевания, связанные с амилоидными фибриллами, – это прионные заболевания, группа смертельных нейродегенеративных болезней, поражающих животных и людей. Они также известны как трансмиссивные губчатые энцефалопатии (ТГЭ). Эти расстройства могут возникать спонтанно в результате наследуемой мутации и могут передаваться другим как инфекции. Типичным примером прионного заболевания является губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, также известная как коровье бешенство, нейродегенеративное заболевание у крупного рогатого скота. Это заболевание может передаваться людям, потребляющим зараженное мясо, и это называется болезнью Крейцфельда-Якоба.
Suggested Reading
- Reynaud, E. Protein Misfolding and Degenerative Diseases. Nature Education (2010), 3(9):28
- Chiti F, Dobson CM. Protein Misfolding, Amyloid Formation, and Human Disease: A Summary of Progress Over the Last Decade. Annu Rev Biochem. (2017);86 27-68.
- Cobb, N. J., & Surewicz, W. K. (2009). Prion diseases and their biochemical mechanisms. Biochemistry, 48(12), 2574–2585. https://doi.org/10.1021/bi900108v
- Rambaran, R. N., & Serpell, L. C. (2008). Amyloid fibrils: abnormal protein assembly. Prion, 2(3), 112–117. https://doi.org/10.4161/pri.2.3.7488