Monster Mash: Proteinfoldning Gone Wrong

{h1}

De gooide proteinkobber, der er kendt som amyloidplakker, er forbundet med mange kroniske og svækkende lidelser.

Forestil dig et 1950'ers horror film monster - en krybende, gelatineagtig, klæbrig tangle af gunk, der strangles alt omkring det. Det er, hvad amyloide plaques er, når de dannes i kroppens væv. Disse klumpede proteinklubber er forbundet med mange kroniske og svækkende lidelser, herunder type 2 diabetes og neurodegenerative sygdomme som Parkinsons og Huntingtons.

Amyloid plaques var et mysterium i mange år. Den tyske læge Alois Alzheimer bemærkede først dem i begyndelsen af ​​1900'erne i hjernen hos en afdøde patient, der havde oplevet en ejendommelig form for hukommelsestab og humørsvingninger - symptomer på sygdommen, der nu bærer hans navn. For nogle få årtier besluttede forskerne den grundlæggende struktur af plaketterne. Siden da har forskere, mange finansieret af National Institutes of Health, gjort enorme fremskridt med at forstå, hvordan disse strukturer spiller roller i sygdom.

Misshapen Mess

I de fleste sunde proteiner folder en kæde af små molekyler kaldet aminosyrer på en præcis måde. Proteiner er bygget af kombinationer af lange, lige spoler; hængsler; og brede, flade sektioner kaldes beta ark. Alle disse stykker skal være på de rigtige steder for et protein til at udføre sin unikke funktion og undgå at holde sig til sig selv eller til andre proteiner.

Amyloide plaques begynder at danne celler uden for celler, når et protein udfolder sig som reaktion på en mutation eller cellulær stress som varme. Mens mange proteiner vil refoldes i deres sunde former, vil nogle misfoldes. I amyloiddannende proteiner kan sektioner af aminosyrekæder, der normalt ikke udgør betablader, omdanne sig til denne flade struktur. Når dette sker, kan betabladerne hæve oven på hinanden og holde sammen. Selv kun få stablede beta-plader kan være giftige: Som en vampyr kan de gennembore huller i cellemembraner og forårsage, at cellerne dør. Amyloid beta ark kan akkumulere på hinanden næsten uendeligt, idet de bliver lange, celleforbindende tråde kaldet fibriller. Globs af mange fibriller gør plaques, der er kendetegnende for Alzheimers og lignende sygdomme.

Holde væk fra monstrene

Den endeløse dannelse af amyloide plaques er som en skole dans gået meget meget forkert.

Forestil dig en celle "prom." For det meste virker proteinmolekyler om i specifikke trin. Celler har endda specielle proteiner kaldet chaperones, der forsøger at holde orden. Chaperones udfører forskellige roller i at hjælpe proteiner foldes ind og opretholder deres normale former. Et stort chaperonekompleks kan f.eks. Helt omgive et protein, der udfolder sig, beskytte det fra andre proteiner, der kan holde fast ved det, og hjælpe det med at genopbygge det rigtigt.

Alt er godt ved molekyledansen, indtil der opstår et grisagtigt amyloiddannende protein. Forskere har lært, at selv et molekyle af disse proteiner kan forårsage sunde kopier af det samme protein til at misfolde og bygge gluey plaques. De foldede proteiner kan spredes ved indtagelse og endog blodtransfusioner. Sådanne infektiøse proteiner, kaldet prioner, fører til Creutzfeldt-Jakobs sygdom og bovin spongiform encephalopati (også kendt som "madko-sygdom").

For mange amyloide proteiner kan overvælde chaperonerne, hvilket forårsager plackdannelse til at overskride de beskyttende aktiviteter. Yderligere forskning kan afsløre, hvordan man kan afværge dette mareridt, hvilket potentielt hjælper mennesker, der har eller kan udvikle amyloidrelaterede sygdomme. Nogle muligheder, der bliver undersøgt, omfatter brug af stoffer for at holde risikoproteinerne korrekt foldede eller for at øge kraften eller antallet af cellens chaperonmolekyler.

Denne Inside Life Science artikel blev leveret til WordsSideKick.com i samarbejde med National Institute of General Medical Sciences, en del af National Institutes of Health.

Lær mere:

Strukturel biologi hæfte, faktablad og video

Også i denne serie:

Studerende Proteinformer Hjælp Bekæmpe HIV


Video Supplement: Robotic ray is part animal, part machine.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com