Intuwizzjonijiet Strutturali U Funzjonali Fis-Synuclein Fibril Polimorfiżmu Parti 3

4.3. -Syn Strains fil-Kampjuni tas-Synucleinopathy tal-Bniedem

Id-differenzi strutturali u funzjonali osservati f'razez rikombinanti jistgħu jiġu validati billi jiġu identifikati u kkaratterizzati fibri direttament minn kampjuni ta' pazjenti b'sinukleinopatija.

Razez rikombinanti jirreferu għal speċi mikrobjali li ġew rikombinati fil-livell ġenetiku. Sar progress kbir f’dan il-qasam, li pprovdilna ħafna opportunitajiet. Fl-istess ħin, ix-xjentisti qed jistudjaw kontinwament l-impatt ta 'razez rikombinanti fuq il-bnedmin u l-ambjent. Ir-riżultati tar-riċerka fis-snin riċenti wrew li razez rikombinanti għandhom impatt pożittiv fuq il-memorja tal-bniedem.

Studji sabu li razez rikombinanti jistgħu jaffettwaw il-kapaċità konjittiva u l-memorja tal-bniedem billi jtejbu l-attività metabolika tal-mikro-organiżmi fl-imsaren u jżidu l-flora ta 'benefiċċju fl-imsaren. Dan il-mekkaniżmu ta 'komunikazzjoni ta' l-assi imsaren-moħħ jissejjaħ "interazzjoni imsaren-moħħ."

Speċifikament, ir-razza rikombinanti tista 'tippromwovi t-tiswija tal-barriera tad-demm-moħħ billi żżid il-flora ta' benefiċċju fl-imsaren, u b'hekk tippromwovi l-funzjonament normali tal-moħħ. Barra minn hekk, ir-razza rikombinanti setgħet iżid ir-rilaxx ta 'dopamine u newropeptidi, li huma kritiċi għall-memorja u t-tagħlim fit-tul.

Għalhekk, ix-xjentisti jissuġġerixxu li n-nies għandhom jieklu aktar ikel rikk fi probijotiċi u prebijotiċi, bħal jogurt, kafè, u ikel sħiħ. Barra minn hekk, in-nies jistgħu wkoll jissupplimentaw il-probijotiċi fl-imsaren billi jikkunsmaw xi razez rikombinanti speċifiċi, u b'hekk jippromwovu aktar l-effett tal-interazzjoni tal-imsaren-moħħ.

Fil-qosor, hemm relazzjoni pożittiva bejn razez rikombinanti u memorja. In-nies għandhom jieħdu xi miżuri effettivi biex jippromwovu l-komunikazzjoni bejn l-imsaren u l-moħħ, u b'hekk itejbu l-memorja u l-abbiltajiet konjittivi tagħhom. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn intejbu l-memorja, u Cistanche deserticola jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-memorja, minħabba li Cistanche deserticola jista 'wkoll jirregola l-bilanċ ta' newrotrasmettituri, bħal żieda fil-livelli ta 'acetylcholine u fatturi ta' tkabbir. Dawn is-sustanzi huma importanti ħafna għall-memorja u t-tagħlim. Barra minn hekk, Cistanche deserticola jista 'wkoll itejjeb il-fluss tad-demm u jippromwovi l-kunsinna ta' ossiġnu, li jista 'jiżgura li l-moħħ jirċievi biżżejjed nutrijenti u enerġija, u b'hekk itejjeb il-vitalità u r-reżistenza tal-moħħ.

Ikklikkja taf supplimenti biex ittejjeb il-memorja

L-ewwel evidenza ta 'razza derivata mill-moħħ ġiet minn studju seminali minn Prusineret al. [270], li wriet li l-estratti tal-moħħ mill-MSA huma trasmissibbli għal ġrieden u ċelloli transġeniċi, li jirriżultaw f'patoloġija abbundanti -Syn [270]. B'kuntrast, dan ma ġiex osservat bl-użu ta 'estratti tal-moħħ minn PD, li jissuġġerixxi li r-razza derivata minn PD tista' tkun differenti minn MSA [270].

Imbagħad tiġi l-mistoqsija, x'jista 'jwassal -Syn biex tadotta konformità differenti f'MSA jew PD? In vitro, kundizzjonijiet varji ta 'soluzzjoni (bħall-preżenza jew assenza ta' melħ) jagħtu lok għal fibri bi proprjetajiet strutturali u funzjonali differenti [29]. Bl-istess mod, -Syn huwa wkoll espost għal bosta mikroambjenti in vivo, li jaffettwa l-aggregazzjoni tiegħu [271].

In-newroni dopaminerġiċi fil-PD u l-oligodendroċiti affettwati fl-MSA jappartjenu għal nisel taċ-ċelluli differenti u għandhom ambjenti ċellulari distinti. Lee u l-ħaddiema wrew li ambjenti intraċellulari distinti ta 'żewġ linji taċ-ċelluli jagħtu formazzjoni ta' tensjoni fl-MSA u l-PD [34]. -Syn fibrils derivati ​​minn GCIs fl-oligodendrocytes (GCI- -Syn) u LBs fin-newroni (LB{- -Syn) ta 'imħuħ morda jvarjaw b'mod sinifikanti u juru kapaċitajiet distinti ta' żrigħ [34].

Ir-razza GCI- -Syn hija effettiva ħafna fiż-żrigħ -Synaggregation meta mqabbla ma' LB- -Syn, u b'hekk tikkontribwixxi għall-aggressività tal-MSA [34]. -Syn aggregati ġew skoperti wkoll fi fluwidi bijoloġiċi bħal fluwidu ċerebrospinali (CSF) u plażma ta 'pazjenti PD [272,273]. -L-aggregazzjoni tas-syn tibda snin qabel il-bidu tas-sintomi attwali tal-marda u, għalhekk, l-iskoperta ta 'dawn l-aggregati fi stadji bikrija tista' tippermetti l-identifikazzjoni u l-karatterizzazzjoni ta 'razza partikolari f'dawn il-fluwidi.

F'dan il-kuntest, l-amplifikazzjoni ta 'aggregati -Syn minn estratti tal-moħħ ta' pazjenti PD u MSA li jużaw it-teknika ta 'amplifikazzjoni ċiklika ta' proteina misfolding (PMCA) ġiet żviluppata reċentement. Din it-teknika tinvolvi l-amplifikazzjoni ta' proteini mitwija ħażin in vitro, bħall-amplifikazzjoni tad-DNA permezz tal-PCR [274]. Tikkonsisti f'ċikli alternattivi ta' inkubazzjoni u ivvibrar, li jirriżultaw f'replikazzjoni tal-amilojde.

L-ewwel, l-ammont ta 'traċċa ta' amilojde huwa inkubat b'eċċess ta 'proteina nattiva biex jinduċi t-tkabbir tal-polimeru. Imbagħad, it-taħlita tal-kampjun hija suġġetta għall-ivvibrar, li tkisser il-fibri, li tirriżulta f'diversi nuklei.

Kull nukleu ffurmat ġdid imbagħad jaġixxi bħala żerriegħa fiċ-ċiklu li jmiss u jkompli jinduċi t-tkabbir tal-fibri. B'dan il-mod, wara kull ċiklu, in-numru ta 'żrieragħ jiżdied b'mod esponenzjali u se jippermetti l-iskoperta tal-ammont minuta ta' aggregati mitwija ħażin preżenti fil-bidu [274]. Soto u sħabhom użaw il-PMCA biex jamplifikaw l-aggregati -Syn mis-CSF tal-pazjenti djanjostikati b'PD u MSA [52].

Huma sabu li fibri derivati ​​minn PD u MSA juru proprjetajiet bijofiżiċi u bijokimiċi differenti u jikkorrispondu għal razez konformazzjonali distinti ta '-Syn [52]. Anke aggregati -Syn amplifikati minn omoġenati tal-moħħ PD u MSA intwerew li jeżerċitaw tossiċità varjabbli u newrodeġenerazzjoni f'neuroni dopaminerġiċi umani, li jirriflettu severità tal-mard differenti osservata f'pazjenti PD u MSA minħabba razez differenti ta '-Syn [275].

Dawn is-sejbiet jissuġġerixxu b'mod konklużiv li sinukleinopatiji jistgħu jiġu distinti abbażi tat-tip ta 'razza -Syn preżenti fil-moħħ. Madankollu, il-kumplessità fl-iskoperta tal-aggregati tqum meta tiġi osservata eteroġeneità minn pazjent għal pazjent fl-istess marda. Din l-eteroġeneità fl-aggregati -Syn amplifikati mill-estratti tal-moħħ tal-pazjenti PD hija akbar milli fl-estratti tal-moħħ tal-MSA [276].

Strohaker et al. irrapporta li l-fibri derivati ​​minn PD u MSA ma jurux proprjetajiet strutturali distinti b'mod notevoli [276], b'kuntrast mas-sejbiet irrappurtati minn Soto u sħabhom [52].

Ir-raġuni possibbli għall-osservazzjonijiet kuntrastanti jistgħu jkunu d-differenzi fil-protokolli PMCA użati miż-żewġ gruppi [277]. Barra minn hekk, Strohaker et al. uża daqs tal-kampjun ħafna iżgħar mill-grupp ta 'Soto [52,276]. Fatturi oħra, bħall-isfond ġenetiku tal-pazjenti, l-età tal-pazjenti magħżula, tagħbija ta 'aggregati -Syn f'pazjenti differenti, il-preżenza ta' komponenti oħra fl-estratti, u r-reġjun tal-moħħ minn fejn saret l-estrazzjoni, jistgħu wkoll ikunu. responsabbli għal dawn id-differenzi [276].

Kontradizzjonijiet simili jeżistu wkoll fil-qasam tal-patoloġija AD. Sejbiet reċenti fuq kampjuni tau derivati ​​mill-moħħ issuġġerew li l-eteroġeneità minn pazjent għal pazjent fil-konformazzjonijiet tal-fibril tau teżisti fi ħdan l-istess marda, AD [278]. Madankollu, Goedert u l-kollegi osservaw l-istess tip ta 'konformazzjoni ta' tau fil-każijiet kollha ta' AD analizzati s'issa, li jissuġġerixxu li fibri tau minn marda waħda (bħal AD jew marda ta' Pick) jadottaw tinja strutturali komuni [218,219].

Għalkemm ir-raġunijiet u l-fatturi li jmexxu din l-ispeċifiċità strutturali fit-tawopatiji mhumiex ċari, jista 'jkun dovut għal iżoformi multipli ta' tau, PTMs, interazzjonijiet ma 'molekuli oħra ta' proteini, kofatturi, eċċ.

Riċentement, Scheres u Godert ippreżentaw klassifikazzjoni ġerarkali ta' taufibrils minn tawopatiji differenti bbażati fuq it-tinja tal-filamenti tagħhom [279]. Jekk teżistix klassifikazzjoni simili għal fibri -Syn iżolati minn kampjuni ta' sinukleinopatija għad irid jiġi determinat. Riċentement, sar sforz kbir biex tissolva l-istruttura ta '-Synderived mill-moħħ tal-bniedem minn Schweighauser et al., Bl-użu ta' Cryo-EM [280].

Il-grupp sab li l-filamenti -Syn mill-moħħ ta 'pazjenti DLB ma jdawwarx u huma irqaq minn dawk derivati ​​mill-moħħ ta' pazjenti MSA [280], konsistenti mas-sejbiet preċedenti [3]. In-nuqqas ta 'brim fil-fibrils derivati ​​minn DLB pprekluda d-determinazzjoni ta' struttura 3D minn cryo-EM u d-differenzi fil-fibrils -Syn derivati ​​minn pazjenti MSA u DLB ġew imfassla bbażati fuq medja ta 'klassi bidimensjonali [280].

Għalkemm għandna bżonn aktar strutturi ta 'riżoluzzjoni għolja derivati ​​minn pazjenti b'sinukleinopatija biex nilħqu konklużjoni definittiva, ir-rapporti preżenti ċertament isaħħu l-pretensjonijiet dwar l-eżistenza ta' tipi distinti ta 'fibril -Syn.

Barra minn hekk, l-istrutturi ta 'filamenti -Syn minn każijiet PD għadhom mhumiex disponibbli, iżda s-soluzzjoni tagħhom fil-futur tista' tgħin b'mod sinifikanti biex tifhem il-mekkaniżmu tal-mard u tiġġenera approċċi terapewtiċi kontra sinukleinopatiji.

5. Mudelli Strutturali ta 'Riżoluzzjoni Għolja ta' Razez Eżistenti -Syn Fibril

Intużaw diversi tekniki bijofiżiċi s'issa, bħal ssNMR, mikro-elettrondiffrazzjoni, EPR, dichroism ċirkolari (CD), skambju idroġenu/dewterju NMR (HDXNMR), u cryo-EM, biex tiddetermina l-istruttura tal-fibrils -Syn f'riżoluzzjonijiet differenti.

Dawn it-tekniki stabbilixxew il-pedament tal-polimorfiżmu fil-livell molekulari fil-fibrils. L-istruttura tal-folja tal-qalba tal-fibril bl-użu ta 'ssNMR żvelat żewġ fibri, forma A u forma B, b'assenjazzjoni sekwenzjali ta' 48 residwi tal-qalba [56].

L-istudju eluċidata l-preżenza ta 'żewġ polimorfi tal-fibril li setgħu ffurmaw minħabba mekkaniżmi differenti għall-fibrillazzjoni [56]. Bl-istess mod, iż-żewġ strutturi tal-fibril kuntrastanti, 'żigarelli' u 'fibri', ġenerati in vitro wrew differenzi fit-tul, id-distribuzzjoni, u n-numru ta 'elementi tal-folja fl-istruttura tal-fibril tagħhom analizzati mill-ssNMR [29].

Madankollu, minkejja diversi tentattivi, kif -Syn fibril polymorphs huma differenti fl-istruttura atomika baqgħet fil-biċċa l-kbira mhux magħrufa. Therevolution fil-polimorfiżmu strutturali ġiet wara li l-istruttura ta '-Syn fibril kienet solvuta cryo-EM fir-riżoluzzjoni tal-livell atomiku. Stahlberg u l-grupp żvelaw li l-fibrils -Syn (residwi 1-121) jikkonsistu f'żewġ protofilamenti identiċi [61].

Il-folji minn kull protofilament jinteraġixxu u jistabbilizzaw l-istruttura permezz ta 'ġeometrija biż-żippijiet idrofobiċi [61]. Notevolment, ir-residwi 50-57 li jinsabu fl-interface tal-protofilament huma wkoll is-sit ta' mutanti familjari tal-PD (A53T/V/E), H50Q, u G51D [61]. F'dan ir-rigward, kien previst li dawn il-mutazzjonijiet jistgħu jbiddlu l-istruttura fibrillari, li jirriżultaw f'tipi differenti ta 'fibril.

Studji sussegwenti cryo-EM ta 'l-istruttura ta' full-length -Syn wrew differenza fil-kiralità u twist helical [281] meta mqabbla mal-fibrilstruttura maqtugħa C-terminal -Syn (residwi 1-121) [61]. Kien maħsub li dawn id-differenzi fl-istrutturi ta' fibri ta' tul sħiħ (1-140) u C-terminally maqtugħin jistgħu jkunu dovuti għal polimorfiżmu tal-fibri.

Il-prova diretta ta 'dawn it-teoriji nkisbet minn studji seminali reċenti li użaw cryo-EM biex jiddelinejaw il-mudelli tal-polimorfi tal-fibril -Syn. Li et al. identifikaw żewġ polimorfi tal-fibril, 'rod' u 'twister', bi struttura komuni tal-qalba tal-protofilament iżda interfaces differenti bejn il-protofilament [57]. Il-polimorfi tat-twister juru archmotiv- -ordnat mgħawweġ filwaqt li l-polimorfi tal-vireg jirreklutaw xi residwi addizzjonali biex jiffurmaw motiv ta' 'ċavetta Griega', kif irrappurtat minn gruppi oħra wkoll [55,61,281].

L-eżistenza ta 'polimorfi f'forom rodand twister tissuġġerixxi li d-differenzi fl-ippakkjar tal-istess struttura tal-qalba jistgħu jwasslu għal polimorfiżmu. Saru wkoll osservazzjonijiet simili għal proteini amilojdi oħra, bħal -amyloid u tau, fejn il-protofilamenti bl-istess struttura tal-qalba iżda arranġamenti ta 'ppakkjar differenti jwasslu għal strutturi polimorfiċi [40,282].

Barra minn hekk, iż-żewġ forom polimorfiċi ġodda ta' -Syn fibrils iġġenerati in vitro, imsejħa polymorphs 2a u 2b, rispettivament, huma differenti minn polymorphs 1a u 1b irrappurtati qabel [57,61,281]. Fil-polimorfi 1a [61], l-interazzjonijiet bejn ir-residwi fil- L-interface tal-protofilament huma medjati mill-formazzjoni ta 'ġeometrija idrofobika ta' biż-żippijiet steriċi, filwaqt li fil-polimorfi 2a u 2b, huma medjati minn pontijiet tal-melħ [41,61].

L-ispezzjoni aktar mill-qrib tad-differenzi strutturali bejn il-polimorfi 1a/1b u l-polimorfi l-ġodda 2a/2b żvelat differenzi ulterjuri fl-arranġament tal-motifi tal-arch, li jibdlu l-interface tal-protofilamenti bejn il-polimorfi 1 u 2 [41].

Dawn l-istudji jsaħħu l-ipoteżi li l-istess proteina prekursur -Syn tista 'tiġbor fi polymorphsin fibril multipli, li huma radikalment differenti minn xulxin f'termini ta' riżoluzzjoni atomika. imħuħ tal-pazjenti [40,218,219].

Huma sabu jingħalaq distinti ta' filamenti tau fiż-żewġ mardiet, li jindikaw li jeżistu konformirs differenti ta' tau f'tawopatiji differenti. L-istess grupp irrapporta żewġ tipi ta 'filamenti -Syn, tat-tip I u tat-tip II, mill-imħuħ ta' individwi li jbatu minn MSA [280]. Sabu li kull filament huwa magħmul minn żewġ protofilamenti mhux identiċi.

Il-kavità ffurmata mill-ippakkjar mill-qrib tal-protofilamenti tagħlaq molekuli addizzjonali li għad iridu jiġu determinati [280]. Il-medja tal-klassi 2D wriet ukoll fibri differenti minn pazjenti MSA u DLB, li tissuġġerixxi l-eżistenza ta 'konformers distinti assoċjati ma' sinukleinopatija.

Barra minn hekk, ikun interessanti li wieħed jistaqsi jekk il-fibri derivati ​​mill-pazjent jurux xi livell ta' xebh mal-fibrili ġġenerati in vitro. Il-karatterizzazzjoni tal-livell molekulari u t-tqabbil ta’ kampjuni ta’ fibri derivati ​​mill-moħħ ma’ fibri ġġenerati in vitro wrew li dawn it-tnejn huma strutturalment differenti [276,280]. Id-differenza ewlenija bejn il-filamenti derivati ​​mill-MSA u dawk sintetiċi hija d-daqs u l-ippakkjar tal-protofilamenti fil-fibrils tal-MSA [280].

Barra minn hekk, ir-riċerkaturi jużaw kundizzjonijiet ħorox biex jiġġeneraw u jiżolaw fibri sintetiċi bħall-aġitazzjoni, il-konċentrazzjoni tal-melħ, eċċ., Li jaffettwaw l-arranġament tal-ippakkjar u l-folja tal-filamenti [10,283–285]. Bħala riżultat, isir diffiċli li r-riżultati in vitro jiġu korrelati ma' xenarji in vivo.

Min-naħa l-oħra, wieħed jista 'jikseb biss fibri ffurmati minn qabel minn kampjuni estratti mill-mard iżda ma jistax jifhem kif oriġinaw u liema fatturi rregolaw il-formazzjoni ta' fibri differenti f'kampjuni differenti tal-moħħ. Huwa ta 'sfida li jiġu iżolati l-ispeċijiet tossiċi temporanji jew intermedji mill-kampjuni tal-moħħ biex jifhmu l-patoġenesi tal-marda.

Konsegwentement, jeħtieġ li niddependu fuq kampjuni in vitro biex niddelinejaw il-mekkaniżmi ta 'fibrilformazzjoni, mogħdijiet, u analiżi tal-kinetika. Bl-istess mod, irridu nittestjaw l-istess billi tuża fibri derivati ​​mill-moħħ biex niżviluppaw bażi ta 'għarfien aktar estensiva. B'mod ġenerali, l-istrutturi b'riżoluzzjoni għolja ta' -Syn polymorphs jistgħu jgħinu lir-riċerkaturi fit-tfittxija tagħhom għal miri terapewtiċi potenzjali.

Madankollu, hija meħtieġa investigazzjoni bir-reqqa biex tifhem l-impatt ta 'kundizzjonijiet ċellulari, mutazzjonijiet, PTMs, preżenza ta' kofatturi, eċċ., Fuq l-istruttura tal-fibril -Syn u r-rabta ta 'polimorfi tal-fibril differenti mal-varjabilità klinika osservata fil-PD.

6. Mutazzjonijiet Familjali ta' Konformazzjonijiet Distinti tal-Fibril tal-Forma -Syn

-Syn oligomerization u aggregazzjoni huma assoċjati mal-patoġenesi PD. S'issa ġew skoperti seba' mutazzjonijiet missense familjari fil-ġene SNCA, assoċjati ma 'PD bikrija u tard [83-90].

Fost dawn il-mutazzjonijiet assoċjati mal-PD, E46K, H50Q, A53T, u mutanti A53V skoperti ġodda jaċċelleraw ir-rata ta 'aggregazzjoni -Syn, filwaqt li mutazzjonijiet A30P, G51D, u A53E inaqqsu l-kinetika ta' aggregazzjoni in vitro [91,93,96]. Madankollu, ir-rabta bejn ir-rata ta' aggregazzjoni (in vitro) u l-età tal-bidu tal-marda (in vivo) mhijiex sempliċi [103].

Għalkemm l-oligomeri ffurmati matul l-istadji bikrija tal-kinetika tal-aggregazzjoni huma potenzjalment tossiċi [286], A30P biss juri oligomerizzazzjoni aktar mgħaġġla u konverżjoni mdewma tal-oligomeri f'fibri [102]. G51D, min-naħa l-oħra, juri oligomerizzazzjoni bil-mod u formazzjoni bil-mod tal-fibril [287,288], iżda huwa assoċjat mal-bidu kmieni tal-marda.

Minħabba din il-kumplessità fl-imġieba ta 'mutanti familjari, huwa ta' sfida li jitwaqqaf mekkaniżmu li jgħaqqad li bih jikkawżaw il-marda.

Kwalunkwe bidla fl-aċidu amminiku wieħed fid-dominju N-terminal ta '-Syn tista' tbiddel il-kapaċità li tgħaqqad il-membrana u żżid il-konċentrazzjoni ċitosolika tal-proteina billi tippromwovi aggregazzjoni aktar mgħaġġla [291,292]. Id-dejta tal-irbit tal-membrana tal-mutanti familjali -Syn mil-laboratorju tagħna [92] u oħrajn [110,288,292,293] wrew li l-mutanti H50Q, A53T, u E46K juru rbit akbar tal-membrana, filwaqt li l-mutanti A53E, G51D u A30P juru rabta mnaqqsa tal-membrana.

Dan jissuġġerixxi li, b'mod simili għall-aggregazzjoni, il-kapaċità li tgħaqqad il-membrana ma tikkorrelatax fiż-żieda fil-propensitajiet tal-mard minn mutazzjonijiet familjali -Syn. Għalhekk, hemm nuqqas ta 'korrelazzjoni bejn l-aggregazzjoni u l-kapaċità li torbot il-membrana mal-patoġenesi tal-mard attwali kkawżata mill-mutanti familjari ta' -Syn.

Dan iqajjem il-mistoqsija dwar kif il-mutazzjoni apoint fi proteina mhux strutturata nattivament turi differenzi drastiċi fil-bidu u l-progressjoni tal-marda. Aħna nemmnu li jista 'jkun possibbli li mutanti -Syn differenti jipproduċu tipi u ammonti differenti ta' oligomeri u jistgħu wkoll ibiddlu b'mod uniku l-kapaċità taż-żrigħ tal-proteina tat-tip selvaġġ [103].

Huwa għalhekk li l-mutanti jaffettwaw mhux biss ir-rata ta 'aggregazzjoni ġenerali tal-proteina iżda wkoll il-passi mikroskopiċi involuti fil-formazzjoni tal-amilojde, jiġifieri, il-bidu u l-amplifikazzjoni ta' -Syn permezz tal-proċess ta 'nukleazzjoni sekondarja [294]. B'mod intriganti, Lazaro et al. sabet li, minkejja li għandhom propensità ta 'oligomerizzazzjoni identika f'ċelloli kkultivati, A30P, E46K, H50Q, G51D, u A53T juru kapaċitajiet distinti biex jiffurmaw inklużjonijiet [295]. A30P wera tendenza mnaqqsa biex jiffurmaw inklużjonijiet fiċ-ċelloli, filwaqt li l-mutanti E46K u G51D wrew effett oppost [295].

Għal darb'oħra, il-formazzjoni ta 'inklużjoni fiċ-ċelloli [295] ma kinitx korrelata mal-propensità ta' aggregazzjoni ta 'mutanti in vitro [12,91-93,102]. Għalhekk, l-indirizzar ta 'dawn il-mistoqsijiet dwar kif it-tip selvaġġ -Syn u l-mutanti tiegħu jikkontribwixxu għall-bidu bikri u tard tal-PD isir importanti biex tifhem il-patoġenesi differenzjali tas-sinukleinopatiji.

Il-formazzjoni tal-fibril hija sensittiva ħafna għal bidliet fil-mikroambjent lokali u/jew globali tal-proteina. Dan jissuġġerixxi li bidla waħda ta 'aċidu amminiku tista' tirriżulta f'polimorfiżmu minħabba dinamiċi konformazzjonali differenti speċifiċi għas-sit, kif muri għat-tip selvaġġ u fibri ta 'E46K, A30P, u A53T [296]. F'dan il-kuntest, Knowles u coworkers reċentement studjaw il-paragun sistematiku ta '-Syn u l-mutanti assoċjati mal-mard tiegħu bl-użu ta' tekniki bijofiżiċi [297]. Mutanti PD jiġġeneraw polimorfi tal-fibri b'morfoloġija u strutturi sekondarji distinti meta mqabbla mal-proteina tat-tip selvaġġ [297].

Tabilħaqq, bosta rapporti kkonfermaw b'mod indipendenti li mutanti -Syn differenti jiffurmaw fibri b'morfoloġija karatteristika żvelata minn studji ta 'mikroskopija elettronika ta' trażmissjoni (TEM) u mikroskopija tal-forza atomika (AFM), mudelli uniċi ta 'diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD), u differenzi fl-elementi tal-istruttura sekondarja (Figura). 4A, B).

Barra minn hekk, l-interfaċċja taż-żewġ protofilamenti fl-istruttura tal-fibril -Syn hija ffurmata minn residwi 50-57, li fihom ukoll tliet mutazzjonijiet familjari [61]. Dan jissuġġerixxi li anke mutazzjoni f'punt wieħed tista' tbiddel id-dinamika u l-ippakkjar tal-protofilamenti.

Spezzjoni aktar mill-qrib tal-fibri ffurmati minn mutanti minn cryo-EM [298–300] kixfet il-plastiċità ta 'tali fibri f'termini ta' brim, in-numru ta 'protofilamenti li jinteraġixxu, arranġament tal-ippakkjar, elementi ta' struttura sekondarja, u forma kwaternarja, eċċ. (Figura 4C, D).Boyer u l-grupp tiegħu studjaw mutanti H50Q u sabu fibri dojoq (1c) u wesgħin (1d) bi protofilament wieħed jew tnejn, rispettivament [300].

Minkejja li jaqsmu l-istess struttura conservadkernel kif irrappurtat qabel għal wild-type -Syn, il-fibri mutanti wrew arranġament ġdid ta 'protofilament u netwerks ta' idroġenu-bond [300]. Barra minn hekk, A53 tinsab fiċ-ċentru tal-interface tal-protofilamenti li jinteraġixxu f'Syn tat-tip selvaġġ [61] u huwa wkoll post sħun għal ħafna mutazzjonijiet tal-punt [16,89,90].

Studji krijo-EM b'mutant A53T aċetilat N-terminalment ma żvelaw l-ebda bidla fit-tinja tat-tip selvaġġ -Syn [299].Madankollu, il-mutazzjoni tfixkel l-interazzjonijiet tar-residwi u tirranġa mill-ġdid l-orjentazzjoni tal-interface tal-protofilament, u b'hekk tirriżulta f'mod differenti. tip ta' fibri [299]. Dan jista' jkun il-każ ukoll maż-żewġ mutazzjonijiet A53 l-oħra, jiġifieri, A53E u A53V, iżda din il-possibbiltà għad trid tiġi skoperta.

L-immudellar krijo-EM ta 'fibrils iffurmati minn mutazzjoni E46K appoġġja wkoll l-ipoteżi prevalenti. Hija żvelat il-formazzjoni ta 'polimorfi tal-fibril b'ippakkjar distinti ta' protofilament u interfaces meta mqabbla ma 'tip selvaġġ -Syn [298,301]. Barra minn hekk, ifforma varjant aktar stabbli u patoġeniku ta' -Syn selvaġġ [298]. B'mod ġenerali, dawn l-istudji jissuġġerixxu li l-ippakkjar tal-protofilament u l-interface huma kritiċi fid-determinazzjoni tal-istruttura tal-fibri.

Kull mutazzjoni familjali tista' taġixxi bħala razza ta' -Syn, li tbiddel b'mod uniku l-istruttura u d-dinamika tal-fibri li jirriżultaw. Dawn id-differenzi fl-istruttura tal-fibril jistgħu jwasslu għal riżultati kliniċi u patoloġiċi differenti, u b'hekk jikkontribwixxu għall-eteroġeneità tal-mard fis-sinukleinopatiji.

For more information:1950477648nn@gmail.com