Современные представления о строении и формировании амилоидных фибрилл
Страница 1

Материалы » Исследование соотношения в мышцах С- и Х-белков в норме и при патологии » Современные представления о строении и формировании амилоидных фибрилл

Амилоидные отложения состоят из фибриллярных белков связанных с полисахаридами и другими компонентами. Физико-химические особенности амилоида определяют его тинкториальные свойства, выявляемые при использовании красителя Конго красного, тиофлавина Т или S.

Таким образом, термин "амилоидоз" объединяет болезни, которые характеризуются отложением белковых масс, имеющих фибриллярную ультраструктуру и обладающих двойным лучепреломлением в поляризованном свете. Значительный прогресс в выяснении структурных свойств амилоидных фибрилл был сделан с помощью рентгеновской дифракции фибриллярного материала, выделенного из биологических тканей, а также сформированного in vitro (Blake et al., 1996; Blake & Serpell, 1996; Sunde & Blake, 1997). Эти исследования показали, что все амилоидные фибриллы имеют β-складчатую структуру с отдельными β-слоями, ориентированными параллельно главной оси фибриллы. Это означает, что белок-предшественник амилоидов, не имеющий такой структуры, подвергается молекулярным перестройкам.

На сегодняшний день известно более 20 белков, образующих амилоидные фибриллы in vivo и участвующих в патогенезе амилоидозов (таблица 2), а также белки, амилоиды которых изучены только in vitro (таблица 3) (Uversky & Fink 2004). Аβ-пептид, инсулин, лизоцим, транстиретин, амилин, хантингтин, тау-белок, α-синуклеин, миоглобин, и другие различаются между собой по аминокислотным последовательностям, вторичным и третичным структурам. Однако, несмотря на это, образованные ими амилоидные фибриллы имеют β-складчатую структуру. Эксперименты in vitro со многими белками показали, что перед образованием амилоидов структура их молекул должна претерпевать трансформацию типа «α-спираль – β-складчатость», что, как правило, требует длительной инкубации и жестких условий, несовместимых с условиями in vivo: низкие значения рН, высокие температуры, добавление ряда веществ, не присутствующих в клетке и т.п., Белки-предшественники амилоидов могут иметь β-структуру, или α-спираль или содержать обе структуры. Переход растворимой формы прионного белка в фибриллярную сопровождается уменьшением содержания α-спирали и увеличением β-структуры. Аβ-пептид при образовании амилоидных фибрилл также претерпевает трансформацию структуры от α-спирали к β-структуре. Все эти данные указывают на то, что белки, вторичная структура которых представлена α-спиралью, претерпевают трансформацию типа "α-спираль – β-структура" до или во время образования фибрилл. Однако процесс фибрилообразования не всегда требует перехода α-спирали в β-структуру. Так, белок транстиретин представляет собой тетрамер, где каждая субъединица содержит только β-структуру, а молекула α-синуклеина в нативной форме представляет собой развернутую структуру. К таким белкам можно отнести и исследуемые нами белки семейства тайтина, содержащие >90% β-cкладчатости.

Таблица 2.

Амилоидогенные белки и пептиды участвующие в патогенезе амилоидозов (см. ссылки в обзоре Uversky & Fink 2004).

Амилоидогенный белок

Тип структуры

Заболевание

Место накопления амилоидных фибрилл

β-амилоид и его пептиды

α-спираль

болезнь Альцгеймера

мозг

тау-белок

развернутый

болезнь Альцгеймера,

болезнь Паркинсона

мозг

транстиретин

β-структура

сенильный системный амилоидоз, наследственная амилоидная полинейропатия

во всех органах и тканях

хантингтин

α-спираль

болезнь Хантингтона

мозг

легкие цепи иммуноглобулинов

β-структура

амилоидоз ассоциированный с легкими цепями

во всех органах и тканях

аполипопротеин А1

α-спираль

наследственный системный амилоидоз

глаза

лизоцим

α-спираль + β-структура

наследственный системный амилоидоз

внутренние органы и ткани

α-синуклеин

развернутый

болезнь Паркинсона, деменция с тельцами Леви

мозг

амилин

развернутый

диабет второго типа

печень

фибриноген и его фрагменты

β-структура

наследственный почечный амилоидоз

почки

β2-микроглобулин

β-структура

амилоидоз связанный с гемодиализом

опорно-двигательная система, сердце мочеполовая система, периферическая нервная система, желудочно-кишечный тракт

Страницы: 1 2 3


Популярные статьи:

Как же возникла жизнь?
Опыты Пастера не разрешили вопрос о происхождении жизни, а поставили его с новой остротой. Если жизнь в современных условиях не самозарождается, то когда и как она возникла впервые? Наблюдаемая нами Вселенная, по данным современной науки ...

Качественные особенности живой материи. Уровни организации живого
Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жи ...

Восточные гости.
Из Египта кошки распространились по всему миру. Они быстро прижились в Азии, став неотъемлемым украшением дворцов и монастырей. Именно здесь много веков назад появились такие породы как сиамские и бирманские. Как и их египетские сестры ...