Strukturālie un funkcionālie ieskati sinukleīna fibrilu polimorfismā, 1. daļa

Abstract:

Agregētā -sinukleīna (-Syn) patoloģiska uzkrāšanās tiek novērota dažādās neirodeģeneratīvās slimībās, tostarp Parkinsona slimībā (PD), multiplās sistēmas atrofijā (MSA), demencē ar Lūija ķermeni (DLB), Parkinsona slimības demencē (PDD) un pat apakšgrupās. Alcheimera slimība (AD), kas uzrāda Lewy ķermeņa līdzīgu patoloģiju.

Sinukleīns ir ļoti svarīgs proteīns, kam ir būtiska loma cilvēka smadzenēs. Pētījumi ir parādījuši ciešu saikni starp sinukleīnu un atmiņu.

Sinukleīns kā neironu citoplazmas endoskeleta proteīns galvenokārt atrodams muguras smadzeņu un smadzeņu neironos. Tam ir svarīgas strukturālas un bioloģiskas funkcijas, un tā var uzturēt un uzlabot sinaptiskos savienojumus. Sensorā ievade var inducēt sinukleīna sintēzi neironos, tādējādi uzlabojot sinaptisko savienojumu plastiskumu un veicinot mācīšanās un atmiņas procesus.

Jaunākie pētījumi liecina, ka sinukleīna līmeņa kavēšana var ietekmēt atmiņas veidošanos un saglabāšanu. Sinukleīna līmeņa pazemināšanās ir saistīta ar atmiņas pasliktināšanos un var izraisīt neirodeģeneratīvu slimību, piemēram, Alcheimera slimības, rašanos.

Tāpēc mēs varam secināt, ka sinukleīnam ir būtiska loma cilvēka smadzenēs un ka pastāv cieša saikne starp to un mācīšanos un atmiņu. Mums vajadzētu pievērst uzmanību sintēzes sintēzes veicināšanai mūsu smadzenēs, lai labāk saglabātu un uzlabotu atmiņu. Var redzēt, ka mums ir jāuzlabo atmiņa, un Cistanche deserticola var ievērojami uzlabot atmiņu, jo Cistanche deserticola ir tradicionāls ķīniešu ārstniecības materiāls, kam ir daudz unikālu efektu, no kuriem viens ir atmiņas uzlabošana. Cistanche deserticola iedarbīgumu nodrošina daudzas tajā esošās aktīvās sastāvdaļas, tostarp miecskābe, polisaharīdi, flavonoīdu glikozīdi utt. Šīs sastāvdaļas var veicināt smadzeņu veselību dažādos veidos.

Noklikšķiniet uz zināt 10 veidus, kā uzlabot atmiņu

Šīm sinukleinopātijām ir atšķirības to klīniskajos un patoloģiskajos attēlos, kas atgādina prionu traucējumus. Jaunie pierādījumi liecina, ka -Syn pašmontējas un polimerizējas konformācijas ziņā dažādos polimorfos in vitro un in vivo, līdzīgi kā prioniem.

Šiem -Syn polimorfiem, kas rodas no viena un tā paša prekursora proteīna, var būt celmam specifiskas bioķīmiskās īpašības un spēja izraisīt atšķirīgus patoloģiskus fenotipus pēc to inokulācijas dzīvnieku modeļos. Šajā pārskatā mēs apspriežam sinukleinopātijas klīnisko un patoloģisko mainīgumu un vairākus -Syn fibrila polimorfisma aspektus, tostarp augstas izšķirtspējas molekulāro struktūru un smadzeņu atvasinātu celmu esamību.

Pašreizējais pārskats izgaismo jaunākos sasniegumus struktūras noteikšanā - Syn patogēnās attiecības un to, kā dažādie -Syn molekulārie polimorfi veicina sinukleinopātijas esošo klīnisko neviendabīgumu.

Atslēgvārdi: -sinukleīns; amiloīds; polimorfi; sinukleinopātijas.

1. Ievads

Sinukleīna (-Syn) nepareizai salocīšanai un agregācijai ir izšķiroša nozīme neirodeģeneratīvu slimību, piemēram, Parkinsona slimības (PD), demences ar Lūija ķermeņiem (DLB), Parkinsona slimības demences (PDD) un vairāku sistēmu atrofijas (MSA) progresēšanā. , ko kopumā sauc par sinukleinopātijām [1].

Olbaltumvielu agregācijas rezultātā smadzenēs laika gaitā notiek eiropatoloģiskas izmaiņas, un ietekmētajos smadzeņu reģionos tiek parādīti -Syn imūnpozitīvi iekļaušanas ķermeņi [2,3].

Šie iekļaušanas ķermeņi nosaka sinukleinopātijas raksturlielumus un tiek saukti par Lūija ķermeņiem (LB) un Lewy neirītiem (LN) PD, DLB un PDD, un glia citoplazmas ieslēgumi (GCI) MSA [1, 4].

Ir pierādīts, ka LB veidošanās ir arī galvenais neirodeģenerācijas virzītājspēks [5]. Tas ietver fibrilācijas mijiedarbību, mijiedarbību ar šūnas membrānas komponentiem un pēctranslācijas modifikācijām (PTM) [5–7].

Lai gan iekļaušanas ķermeņi sinukleinopātijās atšķiras pēc izmēra, formas, struktūras un atrašanās vietas smadzenēs [1], kopīga iezīme ir -Syn proteīna pavedienveida agregātu klātbūtne. Šie -Syn pavedieni ir ļoti sakārtotas krustojuma- -lokšņu struktūras, ko veido proteīna agregācija [8]. Daudzi in vitro pētījumi ir parādījuši, ka -Syn notiek strukturāla pāreja no nesakārtota stāvokļa uz krustojuma{6}}loksni. bagātas fibrils [9–11], kas ir līdzīgas sinamiloīdiem, kas atrodami slimu pacientu smadzeņu ieslēguma ķermeņos [12–16].

Tomēr -Syn apkopošana nav viena stāvokļa konvertēšanas process; tā vietā tas ietver vairāku konformācijas stāvokļu savstarpēju pārveidošanu un oligomēru starpproduktu veidošanos [17].

Šie oligomēru starpprodukti ir ļoti neviendabīgi, pārejoši un metastabili, un tiek uzskatīti par toksiskākajām sugām fibrilācijas ceļā [17]. Tomēr šo oligomēru sugu īslaicīgā un ļoti neviendabīgā daba apgrūtina to struktūras un toksicitātes attiecību izskaidrošanu [17]. ].

Gluži pretēji, amiloīda fibrillas, kas veidojas kā agregācijas procesa galaprodukts, galvenokārt ir iesaistītas prioniem līdzīgā agregātu izplatīšanā un būtiski veicina slimības patoloģijas izplatīšanos [18–23].

Neskatoties uz to, ir veikti pētījumi, kuros ir konstatēts, ka ir grūti izraisīt -Syn patoloģiju pelēm pēc fibrilu intracerebrālas ievadīšanas [24], iespējams, pilna garuma nobriedušu fibrilu izmēra un izmēra dēļ. Tā vietā vairākas grupas ir ierosinājušas, ka -Syn patoloģijas izplatīšanā ir iesaistītas nefibrilāras vai oligomēras sugas [25–27].

Tomēr, ņemot vērā oligomēru toksisko raksturu, ir grūti noteikt saikni starp toksicitāti un oligomēru izplatību. Tāpēc ir pilnībā jāsaprot molekulārais mehānisms, kas regulē oligomēru un fibrilu mijiedarbību.

Turklāt amiloīda fibrilu polimorfiskais raksturs ir radījis vēl vienu sarežģītību laukam. Detalizēti amiloīda fibrilu un agregācijas starpproduktu strukturālie modeļi ir atklājuši, ka amiloīda fibrilām piemīt polimorfisms molekulārā līmenī, ti, viens peptīds vai proteīns var veidot virkni atšķirīgu, pašvairojošu fibrilāru kompleksu [28].

Jaunākie bioķīmisko un strukturālo pētījumu atklājumi, kuros iesaistītas šūnu līnijas, dzīvnieku modeļi un cilvēka smadzeņu ekstrakti, ir snieguši sākotnējos pierādījumus tam, ka inamiloīdu fibrilu strukturālās variācijas var būt atbildīgas par novērotajām slimības variācijām [29–35].

Fibrilu augšanas apstākļi, piemēram, bufera sastāvs, sāļi, temperatūra utt., būtiski ietekmē in vitro izveidoto -Syn fibrilu morfoloģiju un bioloģisko aktivitāti [29,31,33,36–38].

Tas liecina, ka izmaiņas šķīduma apstākļos maina molekulāro mijiedarbību starp polipeptīdu ķēdēm, izraisot dažādus fibrilu tipus. Polimorfismu var novērot arī atšķirību dēļ atlieku savstarpējās vai iekšējās mijiedarbības modelī, protofilamentus veidojošo aminoskābju atlikumu skaitā, to iepakojumā un orientācijā [39–41].

Vairāki citi faktori ir atbildīgi arī par amiloīdu polimorfo raksturu; tomēr mūsu izpratne par to, kā konkrēts šķīduma stāvoklis izraisa dažādu fibrilu struktūru veidošanos, ir ierobežota. Polimorfu esamība ir saistīta ar celmu fenomenu prionos, kur dažādi PrP proteīna celmi ir saistīti ar virkni klīnisku fenotipu, kas novēroti prionu slimībās. [42–44].

In vitro prionu celmiem ir raksturīgas atšķirības proteāzes rezistencē, glikozilācijas profilā, elektroforētiskā mobilitātē, sēšanas spējā utt. In vivo tos izšķir, pamatojoties uz klīniskajām pazīmēm un simptomiem, bojājuma profilu, slimības sākumu un inkubācijas periodu [45–47 ].

Arvien vairāk pierādījumu liecina, ka -Syn ir arī prioniem līdzīgas celmu parādības, kas izskaidro tās saistību ar dažādām neirodeģeneratīvām slimībām ar atšķirīgiem klīniskiem un patoloģiskiem fenotipiem [35,48–50]. Lī un kolēģi parādīja sintētisko celmu veidošanos. -Syn, kas pirmo reizi spēj diferencēti krusteniski iesēt tau [30].

Šis pētījums veidoja pamatu vēlākiem pētījumiem, kuros bija iesaistīti -Syn celmi [29,32,33,36,49,51–54]. Nesenie sasniegumi cietvielu KMR (ssNMR) spektroskopijā un krioelektronu mikroskopijā (krio-EM) ir vēl vairāk veicinājuši izpratni par molekulārā līmeņa polimorfismu -Syn fibrilās [55–59]. Šos fibrilu polimorfus var atšķirt, pamatojoties uz fibrilu. diametrs, pagriezienu klātbūtne, protofilamentu skaits un iesaiņojums, sānu ķēžu mijiedarbība, sekundārās un terciārās struktūras izvietojums utt. [41,57,60,61].

Savvaļas tipa (WT) -Syn fibrilu krio-EM struktūras un tās mutācijas varianti ir arī snieguši jaunu ieskatu par to, kā ar slimību saistītie -Syn punktu mutanti maina WT proteīna fibrilu struktūru, kas liecina par polimorfismu mutantos. Turklāt no pacientiem iegūto celmu struktūras raksturošana un atrisināšana var sniegt tiešus pierādījumus par -Syn celmu esamību, kas ir atbildīgi par slimības neviendabīgumu sinukleinopātijas gadījumā.

Kopumā dažādi iepriekšējie pētījumi liecina, ka dažādi -Syn celmi ir atbildīgi par sinukleinopātijas novērotajām klīniskajām variācijām un, iespējams, izskaidro -Syn agregātu saistību ar slimības neviendabīgumu [32–35, 52, 53].

Tomēr pastāv jautājumi par polimorfisma izcelsmi in vivo, fibrilu celmam raksturīgo īpašību izplatīšanos un faktoriem, kas regulē celmu veidošanos, kuriem jāpievērš uzmanība.

Šis pārskats koncentrējas uz -Syn polimorfo raksturu un apraksta tā lomu PD un saistīto traucējumu slimības patoģenēzē. Tajā aplūkoti pierādījumi, kas pierāda, ka -Syn var apvienoties atsevišķos fibrilu celmos un var būt galvenais slimības neviendabīguma virzītājspēks sinukleinopātijas gadījumā.

2. Sinukleinopātijas klīniskās un patoloģiskās pazīmes

-Syn proteīna agregācija ir saistīta ar PD un citiem neirodeģeneratīviem traucējumiem, ko kopīgi sauc par sinukleinopātijām. Tie ietver MSA, DLB, PDD un neraksturīgas neiroaksonālas distrofijas [4,48].

PD ir visizplatītākā starp visām sinukleinopātijām, un tā ir bijusi galvenā uzmanība -Syn pētījumos, kas veikti gadu desmitiem. -Syn nepareizi salocās un uzkrājas fibrilāru iekļaušanas ķermeņu insinukleinopātijas veidā. Tomēr šo iekļaušanas ķermeņu izskats un atrašanās vieta atšķiras vienaldzīgām sinukleinopātijām [62].

Piemēram, neironu ieslēgumi ir sastopami PD, PDD un DLB, turpretim glia ieslēgumi veidojas MSA [4] un mazāk raksturoti aksonālie sferoīdi neiro-aksonu distrofijās [4]. Dažādu klīnisku un patoloģisku profilu esamība sinukleinopātijas gadījumā rada fundamentālu jautājumu par to, kā viena proteīna agregācija izraisa dažādas slimības.

2.1. Parkinsona slimība (PD)

PD ir otrs visizplatītākais un sarežģītākais neiroloģiskais traucējums pēc Alcheimera slimības (AD) [63]. Tā ir izplatīta, hroniska un progresējoša neirodeģeneratīva slimība, kas skar aptuveni 1% līdz 4% iedzīvotāju, kas vecāki par 60 un 80 gadiem [64–66].

Tas ietver eozinofīlo, apaļo, citoplazmas LB un LN uzkrāšanos, ko pavada dopamīnerģisko neironu deģenerācija vidus smadzeņu substantia nigra parscompacta (SNpc) reģionā [3, 67].

Dopamīnerģisko neironu zuduma rezultātā samazinās neirotransmitera dopamīna līmenis [68], kas izraisa smadzeņu darbības traucējumus un motoriskās darbības traucējumus, kas izraisa PD simptomus. PD klīniskajā diagnostikā tiek ņemti vērā četrkardiālie simptomi, piemēram, bradikinēzija, trīce miera stāvoklī, posturāla nestabilitāte un stīvums [67].

Papildus šiem motoriskajiem simptomiem PD pacientiem tiek novēroti arī nemotoriski simptomi, piemēram, bezmiegs, aizcietējums, kognitīvā disfunkcija, autonomā mazspēja un depresija [67]. Vairāki pētījumi apgalvo, ka šie nemotoriskie simptomi un daudzas kuņģa-zarnu trakta (GI) problēmas [69–73] pacientiem ir saistītas ar zarnu nervu sistēmu (ENS), kas tiek ietekmēta PD agrīnā stadijā.

Eksperimentālie dati liecina, ka nepareizi salocīts -Syn izplatās prioniem līdzīgā veidā no ENS uz CNS, izmantojot vagusa nerva (DMV) muguras motora kodola inervāciju [74–76]. Tomēr faktori, kas izraisa -Syn nepareizu salocīšanu un agregāciju ENS, nav pilnībā zināmi. Viens no ziņotajiem faktoriem ir lielā Enterobacteriaceae izplatība GI traktā, kas ražo ārpusšūnu amiloīdus, ko sauc par cirtas šķiedrām [77].

Šos čokurošanās amiloīdus izmanto saimnieka piestiprināšanai, audu invāzijai un baktēriju bioplēves ražošanai. Neskatoties uz čokurošanās šķiedru funkcionālajām lomām, cirtas veidojošā Escherichia coli izraisa GI disfunkciju un motorikas traucējumus pelēm, kas pārmērīgi ekspresē -Syn [78].

Cirtu fibrilu amiloidogēnā apakšvienība (CsgA) mijiedarbojas un paātrina -Syn agregāciju, un čokurošanās ekspresija patiešām ir nepieciešama, lai izraisītu ar -Syn saistītus uzvedības deficītus [78]. Tomēr bija nepieciešami turpmāki pētījumi, lai atšifrētu baktēriju amiloīdu lomu -Syn agregācijas veicināšanā un PD izcelsmes izsekojot gar zarnu–smadzeņu asi. Dažu pēdējo gadu laikā PD ģenētika ir ievērojami pētīta.

SNCA gēns ir identificēts kā viens no galvenajiem gēniem, kas saistīts ar sporādisku un ģimenes PD [63,79]. Mutācijas parkinā un LRRK2 ir citi bieži sastopamie gēni, kas saistīti attiecīgi ar recesīvi un dominējoši pārmantotu PD [63,79]. SNCA gēna, gēna, kas kodē -Syn, dublēšanās [80] un trīskāršošanās [81] izraisa agrīnu parkinsonisma rašanos.

Līdz ar SNCA gēna pavairošanu [82] viena punkta mutācijas ir saistītas arī ar ģimenes autosomālo parkinsonismu. Līdz šim ir zināms, ka septiņas missense mutācijas ir saistītas ar ģimenes PD: A30P [83], E46K [84], H50Q [85, 86], G51D [87], A53T [88], A53E [89], un jaunatklātais A53V [90]. Šo ģimenes mutantu agregācija un amiloīda veidošanās ir plaši pētīta in vitro [12, 16, 91–101].

A30P, A53E un G51D palēnina WT-Syn agregāciju, savukārt E46K, A53T, H50Q un A53V paātrina to pašu [10,91–95,99,101,102]. Tomēr to agregācijas ātrums in vitro nekorelē ar slimības sākumu, kas liecina par oligomerizācijas un fibrilācijas mijiedarbību in vivo, kas nosaka slimības progresēšanu un sākšanos PD ģimenes formās [103].

Izņemot ģenētiskos faktorus, ~ 95% PD gadījumu ir sporādiski [63 104] un ir saistīti ar šūnu un vides riska faktoriem. Tie ietver poliamīnu, šaperonu, glikozaminoglikānu, membrānu, metālu jonu klātbūtni, pesticīdu un smago metālu iedarbību utt. [6,105–114]. Šie riska faktori unikāli modulē nepareizu -Syn salocīšanu un agregāciju, kas saistīta ar PD patoģenēzi [94,115].

2.2. Vairāku sistēmu atrofija (MSA)

MSA ir reta sporādiska neirodeģeneratīva slimība, kas kļūst pakāpeniski hroniska ar veģetatīvo mazspēju, kā arī parkinsonisma vai smadzenīšu ataksijas simptomiem [116,117]. Slimības izplatība ir 2,4–4,9 gadījumi uz 100,{7}} iedzīvotājiem [117].

MSA vienādi ietekmē abus dzimumus, un saslimstība ir vairāk izplatīta cilvēkiem, kas vecāki par 60 gadiem [118,119]. MSA ir postošāks un agresīvāks neiroloģisks traucējums nekā citas sinukleinopātijas, jo notiek straujāka klīniskā progresija ar daudz īsāku slimības ilgumu (6–9 gadi) nekā PD (~12 gadi) [117,119]. Daudziem pacientiem, kuriem diagnosticēta PDare, pēc autopsijas tika konstatēts MSA [120].

Šī nepareizā MSA diagnoze rodas abu traucējumu simptomu pārklāšanās dēļ, kas liecina, ka MSA izplatība pārsniedz aplēses [117]. MSA iepriekš tika aprakstīti trīs klīniski sindromi, striatonigrāla deģenerācija, olivopontocerebellāra atrofija un kautrīgs Dragers sindroms, kas agrāk tika uzskatīts par atsevišķiem traucējumiem [121, 122].

Vēlāk tika atklāts, ka šie sindromi bieži vien pastāv līdzās klīniski un patoloģiski un rada priekšstatu par bieži sastopamu pamata slimību, ko sauca par MSA. Klīniski MSA pacientiem ir vairākas simptomu kombinācijas, piemēram, parkinsonisms, smadzenīšu ataksija, progresējoša autonoma mazspēja un piramīdas pazīmes.

Pamatojoties uz to, tie ir iedalīti divos galvenajos klīniskajos apakštipos: (i) parkinsonisma apakštips (MSA-P), kura galvenā iezīme ir parkinsonisms, un (ii) smadzenīšu apakštips (MSA-C), kam kā galvenā iezīme ir smadzeņu ataksija [ 123–125]. MSA-P un MSA-C sastopamība svārstās attiecīgi no 2:1 līdz 4:1 [126–128].

Tomēr MSA-C apakštips ir galvenokārt sastopams un dominē Japānas populācijā [118]. MSA histopatoloģiskā pazīme ir smadzeņu oligodendrocītos izveidoto GCI klātbūtne, kas uzrāda spēcīgu imūnreaktivitāti ar -Syn [129]. Tas padara to patoloģiski atšķirīgu no citām sinukleinopātijām, jo ​​​​tas uzrāda patoloģisku -Syn proteīna uzkrāšanos oligodendrocītos, atšķirībā no PD un DLB, kur -Syninclusions ir atrodamas neironos [130].

Lai gan daži MSA pacienti ir parādījuši -Syn agregātu klātbūtni neironu kodolā un citoplazmā [131], šie neironu ieslēgumi ir mazāk izplatīti nekā GCI MSA. Turklāt -Syn aberrantaakumulācijas mehānisms glia šūnās nav skaidrs, jo nav vai ir minimāla -Synin nobriedušu oligodendrocītu ekspresija [132–135].

Daži ziņojumi liecina par -Syn pārnešanas/translokācijas iespēju no neironiem uz oligodendrocītiem [136, 137]. Tomēr šis mehānisms nav pilnībā zināms, un precīza -Syn ieslēgumu inoligodendrocītu izcelsme joprojām ir neskaidra.

2.3. Demence ar Lūija ķermeņiem (DLB)

DLB ir otrā visizplatītākā sinukleinopātija pēc PD [138–140]. DLB sastopamības un izplatības rādītāji nav precīzi, jo simptomi pārklājas ar AD, PDD, vaskulāro demenci un citām sinukleinopātijām.

Tiek lēsts, ka tās izplatība ir aptuveni 0,4%, ti, 400 cilvēki uz 100,000 vecāka gadagājuma cilvēkiem [141], kas veido 5% no visiem demences gadījumiem un no 1 līdz 4 cilvēkiem uz vienu 1000 iedzīvotāju [142]. Sākotnēji DLB tika identificēts kā demences sindroms [143]. Vēlāk tika konstatēts, ka DLB pacientu iekļaušanas ķermeņi ir ļoti imūnreaktīvi pret -Syn [3]. Pēc tam tas tika klasificēts kā viens no galvenajiem sinukleinopātijas veidiem.

Kamēr PD raksturo motorisko spēju samazināšanās, DLB galvenokārt raksturo demence. Tā vietā DLB pacients var ciest vai neciest no parkinsonisma [144]. Atšķirībā no PD, LB DLB pacientiem galvenokārt ir lokalizēti un izplatīti slimo smadzeņu garozas neironu citoplazmā [145]. Kortikālie LB ir eozinofīli, noapaļoti, un tiem parasti trūkst klasiskajos LB redzamās halo struktūras.

Klīniski to raksturo demence, atmiņas traucējumi, parkinsonisms un izmaiņas uzvedībā, miegs un autonomās ķermeņa un kognitīvās funkcijas [143]. Daudziem DLB pacientiem ir arī ievērojama A nogulsnēšanās garozas zonā, kā arī LB veidošanās [146,147]. . Vairāki pārliecinoši pierādījumi apstiprina sinerģisko saistību starp A un -Syn [148–154].

In vitro pētījumi ir parādījuši, ka -Syn un A var krustoties, veidot heterooligomērus un veicināt viens otra agregāciju [148,151,152,154]. Līdz ar to pacientiem ar AD patoloģiju un demenci ir novērots īsāks slimības ilgums un straujāka lejupslīde [155,156].

Jaunākais pētījums sniedza tiešus eksperimentālus pierādījumus par līdzpatoloģijas ietekmi, kur A plāksnes veicināja -Syn iesēšanos un izplatīšanos pelēm ar bagātīgu A patoloģiju [157]. Tomēr klīniskie un patoloģiskie pētījumi liecina, ka DLB vairāk pārklājas ar PDD nekā AD [158]. Kopumā sinukleinopātijas ir saistītas ar patoloģisku -Syn nogulsnēšanos, bet tomēr atšķiras klīniskie un patoloģiskie fenotipi.

Neskatoties uz vairākiem pētījumiem, šīs klīniskās patoloģiskās atšķirības iemesls joprojām ir mīkla.3. -Synmonomēra nepareiza salocīšana un agregācija -Syn ir pēc būtības nesakārtots proteīns, un tam ir tendence pieņemt vairākus konformācijas stāvokļus, ko ietekmē šķīduma apstākļi, piemēram, pH, temperatūra, jonu stiprums, viskozitāte utt. [9].

Piemēram, spirtu (etanola) vai fluorspirtu (TFE vai HFiP) klātbūtne izraisa lokšņu vai spirālveida daļēji salocītu -Syn struktūru veidošanos atkarībā no izmantotā spirta koncentrācijas un veida [9]. -Syn vispirms tika izolēts no antiseruma, kas tika radīts pret holīnerģisko pūslīšu no Torpedo californica, elektriskā stara [159].

Pateicoties tā atrašanās vietai kodola apvalkā un presinaptiskajā terminālī, to nosauca par sinukleīnu [159,160]. -Syn proteīnu kodē SNCA gēns, kas kartēts ar cilvēka hromosomu 4q21.3-q22 [160]. -Syn atklāja arī Ueda et al. [161]Pētījumā par amiloīdām plāksnēm no Alcheimera slimnieku smadzenēm, kurā viņi plāksnēs identificēja ne-amiloīda komponentu (NAC), kas tika iegūts no prekursora proteīna NACP [161]. Tas tika konstatēts visos audos, izņemot aknas, un lielākā koncentrācija tika konstatēta smadzenēs [161].

Vēlāk tika konstatēts, ka NACP ir dabiski nestrukturēts un cilvēka homologs -Syn [162–164]. Plašs biofizikālais un strukturālais raksturojums atklāja, ka -Syn ir 140 aminoskābju proteīns ar molekulmasu ~ 14,4 kDa un pKa 4,7 [165].

Ir zināms, ka tas ir saistīts ar neirotransmitera izdalīšanos, pūslīšu tirdzniecību un SNARE kompleksa montāžu smadzenēs, lai gan tā precīzā fizioloģiskā loma joprojām ir neskaidra [160, 165]. -Syn sastāv no trim domēniem, N-termināla, NAC un C-termināla domēniem (1.A attēls).

-Syn N-gals (atlikumi 1–60) ir amfipātisks, ar lizīnu bagāts un lipīdus saistošs domēns, kas mijiedarbojas ar membrānām [109]. Tas satur 11 aa atkārtojumus, ieskaitot konservētus KTKEGV heksameriskos motīvus [109]. Šie atkārtojumi ir saglabāti starp sugām, kā arī starp trim sinukleīna locekļiem. Lai gan -Syn ūdens šķīdumā paliek nesakārtots, tas iegūst spirālveida struktūru, kas ietver N-galu, kad tas ir saistīts ar negatīvi lādētiem maziem vienslāņainiem pūslīšiem vai mazgāšanas līdzekļa micellām [109,166,167].

Interesanti, ka visas Syn ģimenes mutācijas notiek arī N-gala reģionā [83–90] (1.B attēls). -Syn NAC domēns (atlikumi 61–95) veido proteīna hidrofobo kodolu un ir pakļauti agregācijai. Šis domēns ir atbildīgs par -Syn pārvēršanu no nesakārtota stāvokļa uz -sheet-richfibrils [168,169]. NAC ir arī daļa no proteīna membrānu saistošā domēna [167].

-Syn monomēra konformācijas ansamblis patiešām sastāv no struktūrām, kas ir līdzīgas ar membrānu saistītajam -Syn stāvoklim [170]. Tie satur daļēji salocītas helices, kas ietver N-galus un NAC domēnus, kas ir līdzīgi 1XQ8 modelim [170], kas liecina, ka šāda veida locīšana var būt arī agrīnā agregācijas stadijā.

C-terminālais domēns (atlikumi 95–140) ir elastīgs un galvenokārt sastāv no negatīvi lādētām aminoskābēm [165]. Nesakārtotā karboksi-terminālā daļa ir iesaistīta arī -Syn proteīna kodola lokalizācijā un tā mijiedarbībā ar metālu, mazām molekulām un olbaltumvielām [171–175].

For more information:1950477648nn@gmail.com