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:

Аналитический обзор. Использование хвойных растений в озеленении
Очень трудно представить парк или сад без хвойных растений. Хвойные растения – это лучшее украшение любого сада, его изюминка, неотъемлемая составляющая современного сада. К достоинствам хвойных растений следует отнести их долговечность, ...

Социальные корни расизма. Научная несостоятельность расистских теорий
Антропология (наука о человеке) как самостоятельная дисциплина начала развиваться во второй половине 18- го века во Франции и Германии. Ее границы с этнологией, биологией, анатомией человека тогда еще не были четко очерчены, но она считал ...

Одноклеточные организмы
В отличие от клеток многоклеточных организмов, образующих разнообразные органы и ткани, одноклеточные организмы (простейшие, одноклеточные водоросли, бактерии) имеют много своеобразных черт строения. Прежде всего, тело их состоит лишь из ...