Protein agregasyonu

Protein agregasyonu, yanlış katlanmış proteinlerin hücre içinde veya dışında toplandığı biyolojik bir fenomendir.^[1][2] Bu protein agregatları genellikle hastalıklar ile ilişkilidir. Aslında, protein agregatları, ALS, Alzheimer, Parkinson ve prion hastalıkları dahil olmak çok çeşitli hastalıklarda rol oynamaktadır.^[3][4]

Sentezden sonra proteinler tipik olarak en termodinamik olarak uygun olan belirli bir üç boyutlu konformasyona (yani doğal durumları) katlanır.^[5] Bu katlama işlemi hidrofobik etki tarafından yönlendirilir: proteinin hidrofobik (su sevmeyen) kısımları, proteinin iç kısmına gömülerek hücrenin hidrofilik (su seven) ortamından korunur. Böylece, bir proteinin dış kısmı tipik olarak hidrofilikken iç kısım tipik olarak hidrofobiktir.

Protein yapıları, iki sistein amino asiti arasındaki kovalent olmayan etkileşimler ve disülfür bağları ile stabilize edilir. Kovalent olmayan etkileşimler iyonik etkileşimleri ve zayıf van der waals etkileşimlerini içerir. İyonik etkileşimler bir anyon ve bir katyon arasında oluşur ve proteinin stabilize edilmesine yardımcı olan tuz köprülerini oluşturur. Van der waals etkileşimleri arasında polar olmayan etkileşimler (ör. London dispersiyon kuvvetleri ) ve polar etkileşimler (yani hidrojen bağları, dipol-dipol bağı) bulunur. Bunlar, bir alfa sarmalı veya beta tabakası gibi bir proteinin ikincil yapısında ve üçüncül yapısında önemli bir rol oynar. Bir proteindeki amino asitler arasındaki etkileşimler, o proteinin son yapısının belirlenmesinde çok önemli bir rol oynar.

Amino asit dizisindeki bir değişiklikle olabileceği gibi kovalent olmayan etkileşimlerde değişiklikler olduğunda da, protein yanlış katlanmaya veya açılmaya karşı hassastır. Bu durumlarda, hücre proteinin yeniden katlanmasına veya katlanmamış proteinin parçalanmasına yardımcı olmazsa, katlanmamış/yanlış katlanmış protein, kendisine ait açıkta kalan hidrofobik kısımlarının diğer proteinlerin açıkta kalan hidrofobik yamalarıyla etkileşime girmesi ile, agregatlar oluşturabilir.^[6][7] Oluşabilecek üç ana protein agregat türü vardır: amorf agregatlar, oligomerler ve amiloid fibriller.^[8]

1. ^ Aguzzi (Mart 2010). "Protein aggregation diseases: pathogenicity and therapeutic perspectives". Nature Reviews Drug Discovery. 9 (3). ss. 237-48. 
2. ^ Stefani (Kasım 2003). "Protein aggregation and aggregate toxicity: new insights into protein folding, misfolding diseases and biological evolution". J Mol Med (Berl). 81 (11). ss. 678-99. 
3. ^ De Felice (Temmuz 2004). "Formation of amyloid aggregates from human lysozyme and its disease-associated variants using hydrostatic pressure". FASEB J. 18 (10). ss. 1099-101. 
4. ^ Tanzi (Şubat 2005). "Twenty years of the Alzheimer's disease amyloid hypothesis: a genetic perspective". Cell. 120 (4). ss. 545-55. 
5. ^ Brüning (1 Ocak 2015). "Misfolded proteins: from little villains to little helpers in the fight against cancer". Frontiers in Oncology. Cilt 5. s. 47. 
6. ^ Gething (Ocak 1992). "Protein folding in the cell". Nature. 355 (6355). ss. 33-45. 
7. ^ Roberts (Aralık 2007). "Non-native protein aggregation kinetics". Biotechnol Bioeng. 98 (5). ss. 927-38. 
8. ^ David L. Nelson; Michael M. Cox (21 Kasım 2012). Lehninger Principles of Biochemistry (İngilizce). W. H. Freeman. ISBN 978-1-4292-3414-6.