5.10 : Amyloid Fibrils

חלבונים מתקפלים למבנים נוחים מבחינה אנרגטית, עם חומצות האמינו ההידרופוביות שלהם מבפנים וחומצות האמינו הטעונות והקוטביות שלהם מבחוץ. חלבונים מסוימים מתקפלים בקלות בכוחות עצמם, אך רבים מונחים להתקפל כראוי על ידי חלבונים הנקראים מלווים.

לפעמים חלבונים מתקפלים לצורות שגויות, המכונה לעתים קרובות חלבונים מקופלים בצורה שגויה, אשר מתפרקים על ידי הפרוטאזום.

פיקוח תאי לקוי, כגון מלווים או פרוטאזומים שאינם מתפקדים עקב הזדקנות או מחלה, עלול לגרום לחלבונים להישאר בצורות לא תקינות.

מוטציות יכולות לגרום לקיפול שגוי של חלבון אם צורת החלבון המקורית הופכת פחות טובה.

גורמים חיצוניים, כגון שינויים פיזיקליים או כימיים בציטופלסמה, מאלצים חלבונים המקופלים כראוי ליצור מבנים חדשים, המתאימים לסביבה החדשה.

יהיה המנגנון אשר יהיה, קיפול שגוי עלול לחשוף מקטעים קצרים והידרופוביים של חלבון הגורמים לו להפוך לבלתי מסיס במים. חלק מהמקטעים ההידרופוביים האלה שבדרך כלל מתקפלים לסלילי אלפא יכולים להתאסף ליריעות בטא.

מאות יריעות בטא בחלבונים זהים שאינם מקופלים כהלכה יוצרים קשרי מימן ונערמים ליצירת חוטים ארוכים. שתי ערימות צפופות של יריעות בטא מתחברות ליצירת נימה צולבת בטא.

במבנה זה, יריעות בטא בודדות נמצאות בניצב לציר המרכזי. חוטים אלה יכולים להצטבר וליצור סיבי עמילואיד.

הצטברות של סיבי עמילואיד נצפתה במצבים נוירודגנרטיביים מסוימים, כגון במחלות אלצהיימר ופרקינסון. מחלות פריון, כגון מחלת קרויצפלד-יעקב בבני אדם ואנצפלופתיה ספוגית בקר, הידועה בכינויה מחלת הפרה המשוגעת, כרוכות גם בהיווצרות סיבי עמילואיד.

חלבון פריון מסוים, PrP, הוא חלבון קרום עצבי. PrPs מקופלים בצורה שגויה יכולים להמיר PrPs רגילים לצורות חריגות. כל ה-PrPs מניחים בסופו של דבר את המבנה החריג.

PrPs שאינם מקופלים כהלכה מכילים יריעות בטא, ולכן נוטים להצטבר וליצור סיבי עמילואיד. צורה מועברת זו של היווצרות עמילואיד קשורה לניוון עצבי קטלני.

עם זאת, לא כל סיבי העמילואיד מזיקים. חלק מהחיידקים משתמשים בסיבי עמילואיד על פני השטח שלהם כדי ליצור ביופילמים מגנים. יתר על כן, איקריוטים בונים סיבי עמילואיד הפיכים כדי לארוז ולאחסן חלבונים מפרישים עד שהתא צריך לשחרר אותם.

הבנת העמילואידים ההפיכים האלה יכולה לעזור לנו לפתח טיפולים לצברי עמילואיד בלתי הפיכים.