蛋白質折疊、修飾與降解

澱粉樣聚集(amyloid aggregation)

/ AM-uh-loyd /

設想一群人,只要有一個人以某種僵硬的特定姿勢把胳膊扣起來,下一個人就照同樣的方式扣上去,再下一個又如此,直到形成一條無盡生長、幾乎拉不開的剛硬長鏈。這正是澱粉樣的本質:蛋白質拋棄了各自的正常形狀,按同一種重複的模式彼此堆疊,累積成又長、又結實、又不溶的纖維。

澱粉樣之所以獨特,在於它共有的結構。無論最初是哪種蛋白質引起的,澱粉樣纖維裡的鏈都排列成扁平的片層,片層中的鏈一條挨一條地並排排開,而整摞片層則沿纖維的長度方向延伸——這便是所謂的交叉β結構,像一條由β-摺疊鏈組成、貫穿長絲全長的拉鏈。每條新加入的鏈都被按模板塑造成與已有的鏈相同的形狀,正因如此,聚集才會自我繁殖:一小顆錯誤摺疊蛋白的種子會把越來越多的正常拷貝轉化過去,而一旦有了種子,生長便會加速。這些纖維異常穩定,能抵抗細胞正常的處理機器,這正是它們會堆積起來的原因。同一個在正確摺疊中本可安然存在的蛋白質,在適當條件下也能翻轉進入這種另類的聚集態。

澱粉樣聚集是一長串疾病中核心的物理事件——阿茲海默病的β-澱粉樣斑塊、第2型糖尿病的胰島澱粉樣、某些心臟和神經中的運甲狀腺素蛋白沉積——而它的播種行為有助於解釋為什麼這些疾病會在多年間緩慢地在組織裡蔓延。兩點誠實的說明:其一,並非所有聚集都是澱粉樣(蛋白質也能以雜亂無章的方式結團);其二,有些澱粉樣其實是有功能、有用處的——某些生物會刻意利用澱粉樣來儲存激素或搭建結構——所以澱粉樣是一種結構形式,並不自動等同於疾病。

用一種叫剛果紅的染料染色後,在偏振光下觀察,澱粉樣沉積物會泛出蘋果綠的顏色。這一招——無論纖維由哪種蛋白質構成都一樣——正是病理學家確認某個團塊是真正的澱粉樣、而非普通聚集物的方法。

剛果紅配偏振光:檢驗澱粉樣的經典方法。

儘管名字裡帶澱粉二字,澱粉樣與澱粉毫無關係;這個詞源於早期一個錯誤的看法,以為這些沉積物像澱粉。而且並非所有澱粉樣都有害——有些是有功能的。

又稱
amyloid fibril formationamyloidosis淀粉样纤维淀粉样变