アミロイド線維の解明(Unraveling amyloid fibrils)

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2024-07-16 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

アミロイドは体内で形成されるタンパク質の集合体で、アルツハイマー病などの病気を引き起こすことがあります。これらのフィブリルは多様な形態(ポリモルフ)を取ることができ、その構造の多様性が研究の難しさを増しています。EPFLとETH Zurichの研究者たちは、インスリンアミロイドフィブリルの研究を通じて、アミロイドポリモルフィズムのメカニズムを解明しました。彼らは、インスリンアミロイドフィブリルが「階層的プロトフィラメント絡み合い」というプロセスを通じて複雑な形状を取ることを発見しました。これは、プロトフィラメントとプロトフィブリルがねじれたり曲がったりして成熟フィブリルを形成する過程です。この研究は、アミロイド関連疾患の治療法開発や、新素材の創造に重要な示唆を与えています。

<関連情報>

プロトフィラメントの階層的な絡み合いが混合曲率アミロイド多形の形成を支配する Hierarchical Protofilament Intertwining Rules the Formation of Mixed-Curvature Amyloid Polymorphs

Jiangtao Zhou, Salvatore Assenza, Meltem Tatli, Jiawen Tian, Ioana M. Ilie, Eugene L. Starostin, Amedeo Caflisch, Tuomas P. J. Knowles, Giovanni Dietler, Francesco S. Ruggeri …
Advanced Science  Published: 20 June 2024
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202402740

アミロイド線維の解明(Unraveling amyloid fibrils)

Abstract

Amyloid polymorphism is a hallmark of almost all amyloid species, yet the mechanisms underlying the formation of amyloid polymorphs and their complex architectures remain elusive. Commonly, two main mesoscopic topologies are found in amyloid polymorphs characterized by non-zero Gaussian and mean curvatures: twisted ribbons and helical fibrils, respectively. Here, a rich heterogeneity of configurations is demonstrated on insulin amyloid fibrils, where protofilament packing can occur, besides the common polymorphs, also in a combined mode forming mixed-curvature polymorphs. Through AFM statistical analysis, an extended array of heterogeneous architectures that are rationalized by mesoscopic theoretical arguments are identified. Notably, an unusual fibrillization pathway is also unraveled toward mixed-curvature polymorphs via the widespread recruitment and intertwining of protofilaments and protofibrils. The results present an original view of amyloid polymorphism and advance the fundamental understanding of the fibrillization mechanism from single protofilaments into mature amyloid fibrils.

医療・健康
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