نشواني

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

هذه نسخة قديمة من هذه الصفحة، وقام بتعديلها JarBot (نقاش | مساهمات) في 14:11، 16 أغسطس 2020 (بوت:إصلاح رابط (1)). العنوان الحالي (URL) هو وصلة دائمة لهذه النسخة، وقد تختلف اختلافًا كبيرًا عن النسخة الحالية.

اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

النشوانيات هي تجمعات من البروتينات التي تتميز بمورفولوجيا ليفية يبلغ قطرها 7-13 نانومتر، وببنية ثانية من صحيفة بيتا، بالإضافة إلى إمكانية صبغها عبر صبغات محددة، مثل أحمر الكونغو.[1] في جسم الإنسان، ارتبطت النشوانيات بتطور الأمراض المختلفة.[2] تتشكل النشوانيات الممرضة عندما تفقد البروتينات السليمة سابقًا بنيتها الطبيعية ووظائفها الفيزيولوجية (سوء طي) فتشكل رواسب ليفية في لويحات حول الخلايا، ما يمكن أن يعطل الوظيفة الصحية للأنسجة والأعضاء.

ارتبطت مثل هذه النشويات (بعلاقة ليست سببية بالضرورة) مع أكثر من 50 مرض لدى البشر،[3] تُعرف بالداء النشواني، وقد تلعب دورًا مهمًا في بعض اضطرابات التنكس العصبي.[4] تُعد بعض هذه الاضطرابات فرديةً بشكل أساسي مع وجود بعض الحالات الوراثية. بينما يكون بعضها الآخر وراثيًا فقط. بالإضافة إلى أن بعضها علاجي المنشأ ناتج عن العلاج الطبي. أحد بروتينات النشواني معدية وتُدعى البريون، إذ يمكن له أن يعمل كقالب يحول البروتينات الأخرى غير المعدية إلى شكل معدي.[5] قد تحتوي النشوانيات أيضًا على وظائف بيولوجية طبيعية؛ على سبيل المثال، في تشكيل الهدب لدى بعض الأجناس البكتيرية، وفي نقل صفات التخلق المتوالي لدى الفطريات، بالإضافة إلى ترسيب الصباغ وتحرير الهرمونات لدى الإنسان.[6]

تنشأ النشوانيات من العديد من البروتينات المختلفة.[7] تشكل سلاسل عديد الببتيد عمومًا بنى من صفائح بيتا التي تتجمع في ألياف طويلة؛ ومع ذلك، يمكن طي عديدات الببتيد المتطابقة إلى عدة تطابقات نشوانية متميزة.[8] يؤدي تنوع التطابقات إلى أشكال مختلفة من أمراض البريون.

سمية النشواني

الأسباب التي تجعل النشواني مسببًا للأمراض غير واضحة. في بعض الحالات، تسبب الرواسب خللًا فيزيائيًا في بناء النسيج، ما يشير إلى حدوث خلل وظيفي عن طريق بعض العمليات المجمعة. يشير الإجماع الناتج إلى وجود وسيطات قبل ليفية، عوضًا عن الألياف النشوانية الناضجة، في حالات موت الخلايا، على وجه الخصوص في الأمراض العصبية التنكسية.[9][10] ومع ذلك، من غير المرجح أن تكون الألياف عديمة الضرر، إذ أنها تحافظ على نشاط شبكة الاستتباب البروتيني، وتحرر الأوليغومرات، وتشارك في تشكيل الأوليغومرات السامة من خلال التنوي الثانوي، وتنمو بشكل غير نهائي لتنتشر من ناحية إلى أخرى، وفي بعض الحالات، قد تكون سامةً بنفسها.[11]

لوحظ حدوث سوء انتظام الكالسيوم في مراحل مبكرة في الخلايا المعرضة لأوليغومرات البروتين. يمكن أن تشكل هذه التجمعات الصغيرة قنوات أيونية عبر الاغشية الثنائية الشحمية وتنشط مستقبلات «إن إم دي إيه» و«إيه إم بّي إيه». افتُرض أن تشكل القناة عائد إلى تعويض سوء انتظام الكالسيوم والخلل الوظيفي الميتوكوندري عن طريق السماح بتسرب الأيونات العشوائي عبر أغشية الخلايا.[12] أظهرت الدراسات أن ترسيب النشواني مرتبط بالخلل الوظيفي الميتوكوندري وما ينتج عنه من أنواع الأكسجين التفاعلية (آر أو إس)، إذ باستطاعتها بدء مسار للإشارة يؤدي إلى الاستماتة. تشير بعض التقارير إلى أن بولميرات النشواني (كالموجودة لدى هنتنغتون، ومرتبطة بمرض هنتنغتون) تحفز بلمرة البروتينات النشوانية الأساسية، التي تضر بالخلايا. أيضًا، يمكن عزل شركاء تفاعل هذه البروتينات الأساسية.[13]

من المحتمل أن تلعب جميع آليات السمية هذه دورًا ما. في الحقيقة، يولّد تجمع البروتين عدة تجمعات متنوعة، إذ من المرجح أن تكون سامةً إلى حد ما. أمكن تحديد مجموعة واسعة من الاختلالات الكيميائية الحيوية والفيسيولوجية والخلوية بعد تعريض الخلايا والحيوانات لمثل هذه الأنواع، بصرف النظر عن هويتها. ظهر أن الأوليغومرات تتفاعل مع مجموعة متنوعة من الأهداف الجزيئية. بالتالي، من غير المرجح وجود آلية فريدة للسمية أو سلسلة فريدة من الأحداث الخلوية. تسبب طبيعة تجمعات البروتين سيئة الطي العديد من التفاعلات الشاذة مع العديد من المكونات الخلوية، بما في ذلك الأغشية، ومستقبلات البروتين، والبروتينات الذوابة، والرنا، والمستقبلات الصغيرة، إلخ.

التلوين النسيجي

في الحالة السريرية، يمكن تحديد الأمراض النشوانية نموذجيًا عن طريق تغيير الخصائص الطيفية للأصبغة العطرية المستوية مثل ثيوفلافين «تي» أو أحمر الكونغو أو «إن آي إيه دي-4».[14] بشكل عام، يُعزى هذا إلى التغير البيئي، إذ تُقحم هذه الأصبغة بين حزم بيتا فتحيط ببنيتها.[15]

تبقى إيجابية أحمر الكونغو المعيار الذهبي في تشخيص الداء النشواني. بشكل عام، ينتج عن ربط أحمر الكونغو مع اللويحات النشوانية بشكل نموذجي انكسار مزدوج يتلون بالأخضر التفاحي عندما يُشاهد تحت ضوء متقاطعي الاستقطاب. في الآونة الأخيرة، استُثمرت الزيادة المعتبرة في نتاج فلورة «إن آي إيه دي-4» الكمي بهدف تصوير اللييفات النشوانية والأوليغومرات التألقي فائق الدقة.[16][17] من أجل تجنب التلوين غير المحدد، تُستخدم ملونات نسيجية أخرى، مثل صبغة الهيماتوكسيلين واليوزين، يهدف هذا إلى كبح نشاط الأصبغة في الأماكن الأخرى مثل النواة، حيث يمكن أن تترك الصبغة أثرًا. سهلت تقنية الأجسام المضادة الحديثة والكيمياء النسيجية المناعية التلوين النسيجي المحدد، لكن غالبًا ما يسبب هذا بعض المشاكل إذ يمكن للحواتم أن تُحجب في الطية النشوانية؛ بشكل عام، تختلف صيغة البروتين النشواني عن تلك التي يستطيع الجسم المضاد التعرف عليها.

المراجع

  1. ^ Sunde M, Serpell LC, Bartlam M, Fraser PE, Pepys MB, Blake CC (أكتوبر 1997)، "Common core structure of amyloid fibrils by synchrotron X-ray diffraction"، Journal of Molecular Biology، 273 (3): 729–39، doi:10.1006/jmbi.1997.1348، PMID 9356260، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
  2. ^ Chiti F, Dobson CM (يونيو 2017)، "Protein Misfolding, Amyloid Formation, and Human Disease: A Summary of Progress Over the Last Decade"، Annual Review of Biochemistry، 86: 27–68، doi:10.1146/annurev-biochem-061516-045115، PMID 28498720.
  3. ^ Benson MD, Buxbaum JN, Eisenberg DS, Merlini G, Saraiva MJ, Sekijima Y, وآخرون (ديسمبر 2018)، "Amyloid nomenclature 2018: recommendations by the International Society of Amyloidosis (ISA) nomenclature committee"، Amyloid، 25 (4): 215–219، doi:10.1080/13506129.2018.1549825، PMID 30614283.
  4. ^ Pulawski W, Ghoshdastider U, Andrisano V, Filipek S (أبريل 2012)، "Ubiquitous amyloids"، Applied Biochemistry and Biotechnology، 166 (7): 1626–43، doi:10.1007/s12010-012-9549-3، PMC 3324686، PMID 22350870.
  5. ^ Soto C, Estrada L, Castilla J (مارس 2006)، "Amyloids, prions and the inherent infectious nature of misfolded protein aggregates"، Trends in Biochemical Sciences، 31 (3): 150–5، doi:10.1016/j.tibs.2006.01.002، PMID 16473510.
  6. ^ Toyama BH, Weissman JS (2011)، "Amyloid structure: conformational diversity and consequences"، Annual Review of Biochemistry، 80: 557–85، doi:10.1146/annurev-biochem-090908-120656، PMC 3817101، PMID 21456964.
  7. ^ Ramirez-Alvarado M, Merkel JS, Regan L (أغسطس 2000)، "A systematic exploration of the influence of the protein stability on amyloid fibril formation in vitro"، Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America، 97 (16): 8979–84، Bibcode:2000PNAS...97.8979R، doi:10.1073/pnas.150091797، PMC 16807، PMID 10908649.
  8. ^ Balbach JJ, Ishii Y, Antzutkin ON, Leapman RD, Rizzo NW, Dyda F, وآخرون (نوفمبر 2000)، "Amyloid fibril formation by A beta 16-22, a seven-residue fragment of the Alzheimer's beta-amyloid peptide, and structural characterization by solid state NMR"، Biochemistry، 39 (45): 13748–59، doi:10.1021/bi0011330، PMID 11076514، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
  9. ^ Ferreira ST, Vieira MN, De Felice FG (2007)، "Soluble protein oligomers as emerging toxins in Alzheimer's and other amyloid diseases"، IUBMB Life، 59 (4–5): 332–45، doi:10.1080/15216540701283882، PMID 17505973، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
  10. ^ Demuro A, Mina E, Kayed R, Milton SC, Parker I, Glabe CG (أبريل 2005)، "Calcium dysregulation and membrane disruption as a ubiquitous neurotoxic mechanism of soluble amyloid oligomers"، The Journal of Biological Chemistry، 280 (17): 17294–300، doi:10.1074/jbc.M500997200، PMID 15722360.
  11. ^ Gath J, Bousset L, Habenstein B, Melki R, Böckmann A, Meier BH (5 مارس 2014)، "Unlike twins: an NMR comparison of two α-synuclein polymorphs featuring different toxicity"، PLoS ONE، 9: e90659، doi:10.1371/journal.pone.0090659، PMID 24599158.
  12. ^ Kadowaki H, Nishitoh H, Urano F, Sadamitsu C, Matsuzawa A, Takeda K, وآخرون (يناير 2005)، "Amyloid beta induces neuronal cell death through ROS-mediated ASK1 activation"، Cell Death and Differentiation، 12 (1): 19–24، doi:10.1038/sj.cdd.4401528، PMID 15592360.
  13. ^ Kochneva-Pervukhova NV, Alexandrov AI, Ter-Avanesyan MD (2012)، Tuite MF (المحرر)، "Amyloid-mediated sequestration of essential proteins contributes to mutant huntingtin toxicity in yeast"، PLOS ONE، 7 (1): e29832، Bibcode:2012PLoSO...729832K، doi:10.1371/journal.pone.0029832، PMC 3256205، PMID 22253794.
  14. ^ Nesterov EE, Skoch J, Hyman BT, Klunk WE, Bacskai BJ, Swager TM (أغسطس 2005)، "In vivo optical imaging of amyloid aggregates in brain: design of fluorescent markers"، Angewandte Chemie، 44 (34): 5452–6، doi:10.1002/anie.200500845، PMID 16059955، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
  15. ^ Bae S, Lim E, Hwang D, Huh H, Kim SK (2015)، "Torsion-dependent fluorescence switching of amyloid-binding dye NIAD-4"، Chemical Physics Letters، 633: 109–13، Bibcode:2015CPL...633..109B، doi:10.1016/j.cplett.2015.05.010.
  16. ^ Ries J, Udayar V, Soragni A, Hornemann S, Nilsson KP, Riek R, وآخرون (يوليو 2013)، "Superresolution imaging of amyloid fibrils with binding-activated probes"، ACS Chemical Neuroscience، 4 (7): 1057–61، doi:10.1021/cn400091m، PMC 3715833، PMID 23594172.
  17. ^ Huh H, Lee J, Kim HJ, Hohng S, Kim SK (2017)، "Morphological analysis of oligomeric vs. fibrillar forms of α-synuclein aggregates with super-resolution BALM imaging"، Chemical Physics Letters، 690: 62–67، Bibcode:2017CPL...690...62H، doi:10.1016/j.cplett.2017.10.034.