Štrukturálne a funkčné pohľady na polymorfizmus synukleínových vlákien, časť 1

Abstrakt:

Abnormálna akumulácia agregovaného -synukleínu (-Syn) sa pozoruje pri rôznych neurodegeneratívnych ochoreniach, vrátane Parkinsonovej choroby (PD), mnohopočetnej systémovej atrofie (MSA), demencie s Lewyho telieskami (DLB), demencie pri Parkinsonovej chorobe (PDD) a dokonca aj podskupín Alzheimerovej choroby (AD) vykazujúcej patológiu podobnú Lewyho telieskam.

Synukleín je veľmi dôležitý proteín, ktorý hrá životne dôležitú úlohu v ľudskom mozgu. Výskum ukázal úzky vzťah medzi synukleínom a pamäťou.

Synukleín, ako neuronálny cytoplazmatický endoskeletálny proteín, sa nachádza hlavne v neurónoch v mieche a mozgu. Má dôležité štrukturálne a biologické funkcie a môže udržiavať a zlepšovať synaptické spojenia. Senzorický vstup môže indukovať syntézu synukleínu v neurónoch, čím sa zvyšuje plasticita synaptických spojení a podporujú procesy učenia a pamäte.

Nedávny výskum naznačuje, že inhibícia hladín synukleínu môže mať dôsledky na tvorbu a zachovanie pamäti. Znížené hladiny synukleínu sú spojené s poklesom pamäte a môžu viesť k výskytu neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova choroba.

Preto môžeme konštatovať, že synukleín hrá životne dôležitú úlohu v ľudskom mozgu a že medzi ním a učením a pamäťou existuje úzky vzťah. Mali by sme venovať pozornosť podpore synukleínu v našom mozgu, aby sme si lepšie zachovali a zlepšili pamäť. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť Cistanche deserticola pochádza z mnohých aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Tieto synukleinopatie vykazujú rozdiely v ich klinickom a patologickom zobrazení, ktoré pripomínajú priónové poruchy. Nové dôkazy naznačujú, že -Syn sa samozostavuje a polymerizuje do konformačne odlišných polymorfov in vitro a in vivo, podobne ako prióny.

Tieto -Syn polymorfy pochádzajúce z rovnakého prekurzorového proteínu môžu vykazovať kmeňovo špecifické biochemické vlastnosti a schopnosť indukovať odlišné patologické fenotypy po ich inokulácii na zvieracích modeloch. V tomto prehľade diskutujeme o klinickej a patologickej variabilite synukleinopatií a niekoľkých aspektoch polymorfizmu -Syn fibríl, vrátane existencie molekulárnych štruktúr s vysokým rozlíšením a kmeňov odvodených z mozgu.

Súčasný prehľad vrhá svetlo na nedávny pokrok pri vymedzovaní štruktúry - patogénneho vzťahu -Syn a toho, ako rozmanité molekulárne polymorfy -Syn prispievajú k existujúcej klinickej heterogenite pri synukleinopatiách.

Kľúčové slová: -synukleín; amyloid; polymorfy; synukleinopatie.

1. Úvod

Nesprávne poskladanie a agregácia -synukleínu ( -Syn) zohrávajú kľúčovú úlohu v progresii neurodegeneratívnych ochorení, ako je Parkinsonova choroba (PD), demencia s Lewyho telieskami (DLB), demencia pri Parkinsonovej chorobe (PDD) a mnohopočetná systémová atrofia (MSA). , súhrnne označované ako synukleinopatie [1].

V dôsledku agregácie proteínov sa potom v mozgu časom vyskytnú neuropatologické zmeny a postihnuté oblasti mozgu vykazujú imunopozitívne inklúzne telieska -Syn [2,3].

Tieto inklúzne telieska sú definujúcimi charakteristikami synukleinopatií a nazývajú sa Lewyho telieska (LB) a Lewyho neurity (LN) pri PD, DLB a PDD a gliové cytoplazmatické inklúzie (GCI) pri MSA [1,4].

Ukázalo sa tiež, že LB-formácia je hlavnou hnacou silou neurodegenerácie [5]. Zahŕňa súhru fibrilácie, interakcie s membránovými komponentmi bunky a posttranslačné modifikácie (PTM) [5–7].

Hoci inklúzne telieska pri synukleinopatiách vykazujú rozdiely vo veľkosti, tvare, štruktúre a umiestnení v mozgu [1], spoločným znakom je prítomnosť vláknitých agregátov proteínu -Syn. Tieto vlákna -Syn sú vysoko usporiadané krížové- -vrstvové štruktúry vytvorené agregáciou proteínu [8]. Početné štúdie in vitro ukázali, že -Syn prechádza štrukturálnym prechodom z neusporiadaného stavu do krížového- -vrstvového- bohaté fibrily [9–11], ktoré sú podobné -Synamyloidom nachádzajúcim sa v inklúznych telieskach v mozgoch chorých pacientov [12–16].

Avšak agregácia -Syn nie je jednostavový proces konverzie; namiesto toho zahŕňa vzájomnú konverziu viacerých konformačných stavov a tvorbu oligomérnych medziproduktov [17].

Tieto oligomérne medziprodukty sú vysoko heterogénne, prechodné a metastabilné a predpokladá sa, že sú najtoxickejšími druhmi počas fibrilačnej dráhy [17]. Prechodná a vysoko heterogénna povaha týchto oligomérnych druhov však sťažuje vysvetlenie ich vzťahu medzi štruktúrou a toxicitou [17]. ].

Naopak, amyloidné fibrily vytvorené ako konečný produkt agregačného procesu sa primárne podieľajú na priónovej propagácii agregátov a významne prispievajú k šíreniu patológie [18–23].

Napriek tomu existujú štúdie, ktoré zistili, že je ťažké vyvolať patológiu -Syn u myší po intracerebrálnom podaní fibríl [24], pravdepodobne kvôli veľkosti a rozmerom zrelých fibríl plnej dĺžky. Namiesto toho niekoľko skupín naznačilo, že nefibrilárne alebo oligomérne druhy sa podieľajú na šírení - Syn patológie [25–27].

Vzhľadom na toxickú povahu oligomérov je však ťažké stanoviť súvislosť medzi toxicitou a šírením oligomérov. Preto je potrebné dôkladne pochopiť molekulárny mechanizmus, ktorým sa riadi súhra oligomérov a fibríl.

Ďalej, polymorfná povaha amyloidných fibríl pridala do poľa ďalšiu zložitosť. Podrobné štrukturálne modely amyloidných fibríl a agregačných medziproduktov odhalili, že amyloidné fibrily vykazujú polymorfizmus na molekulárnej úrovni, tj jeden peptid alebo proteín môže tvoriť rad odlišných, samo sa šíriacich fibrilárnych zoskupení [28].

Nedávne zistenia z biochemických a štrukturálnych štúdií zahŕňajúcich bunkové línie, zvieracie modely a extrakty ľudského mozgu poskytli prvý dôkaz, že štrukturálne variácie inamyloidných fibríl môžu byť zodpovedné za pozorované variácie ochorenia [29–35].

Podmienky rastu fibríl, ako je zloženie pufra, soli, teplota atď., výrazne ovplyvňujú morfológiu a biologickú aktivitu fibríl -Syn vytvorených in vitro [29,31,33,36–38].

To naznačuje, že zmeny v podmienkach roztoku menia molekulárne interakcie medzi polypeptidovými reťazcami, čo vedie k rôznym typom fibríl. Polymorfizmus možno pozorovať aj v dôsledku rozdielov vo vzore inter- alebo intra-reziduálnych interakcií, počtu aminokyselinových zvyškov tvoriacich protofilamenty, ich zbalení a orientácii [39–41].

Niekoľko ďalších faktorov je tiež zodpovedných za polymorfnú povahu amyloidov; avšak naše chápanie toho, ako konkrétny stav roztoku vedie k vytvoreniu rôznych fibrílových štruktúr, je obmedzené. Existencia polymorfov je spojená s fenoménom kmeňa v priónoch, kde sú rôzne kmene proteínu PrP spojené s celým radom klinických fenotypov pozorovaných pri priónových ochoreniach [42 – 44].

In vitro sú priónové kmene charakterizované rozdielmi v rezistencii na proteázy, glykozylačným profilom, elektroforetickou pohyblivosťou, schopnosťou očkovania atď. In vivo sa rozlišujú na základe klinických príznakov a symptómov, profilu lézií, nástupu ochorenia a inkubačnej doby [45–47 ].

Rastúci počet dôkazov naznačuje, že -Syn tiež vykazuje javy priónového kmeňa, čo vysvetľuje jeho súvislosť s rôznymi neurodegeneratívnymi ochoreniami s odlišnými klinickými a patologickými fenotypmi [35,48–50]. Lee a spolupracovníci ukázali generovanie syntetických kmeňov -Syn je prvýkrát schopný diferenciálneho krížového výsevu tau [30].

Táto štúdia vytvorila základ pre neskoršie výskumy týkajúce sa kmeňov -Syn [29,32,33,36,49,51–54]. Nedávne pokroky v spektroskopii NMR v tuhom stave (ssNMR) a kryoelektrónovej mikroskopii (kryo-EM) ďalej prispeli k pochopeniu polymorfizmu na molekulárnej úrovni vo fibrilách -Syn [55–59]. Tieto polymorfy vlákien možno rozlíšiť na základe vlákien priemer, prítomnosť zákrutov, počet a zhlukovanie protofilamentov, interakcie postranných reťazcov, usporiadanie sekundárnej a terciárnej štruktúry atď. [41,57,60,61].

Kryo-EM štruktúry fibríl divokého typu (WT) -Syn a jeho mutačných variantov tiež poskytli nový pohľad na to, ako bodové mutanty -Syn súvisiace s ochorením menia štruktúru vlákien WT proteínu, čo naznačuje polymorfizmus v mutantoch. Ďalej, charakterizácia a riešenie štruktúry kmeňov odvodených od pacienta môže poskytnúť priamy dôkaz existencie kmeňov -Syn zodpovedných za heterogenitu ochorenia pri synukleinopatiách.

Celkovo rôzne predchádzajúce štúdie naznačili, že rôzne kmene -Syn sú zodpovedné za klinické variácie pozorované pri synukleinopatiách a možno vysvetľujú asociáciu -Syn agregátov s heterogenitou ochorenia [32–35,52,53].

Napriek tomu existujú otázky týkajúce sa pôvodu polymorfizmu in vivo, šírenia kmeňovo špecifických vlastností fibríl a faktorov, ktoré riadia tvorbu kmeňov, ktoré si vyžadujú pozornosť.

Tento prehľad sa zameriava na polymorfnú povahu -Syn a opisuje jeho úlohu v patogenéze ochorenia PD a súvisiacich porúch. Diskutuje o dôkazoch, ktoré dokazujú, že -Syn sa môže zostaviť do odlišných fibrilových kmeňov a mohol by byť primárnymi hnacími silami heterogenity ochorenia pri synukleinopatiách.

2. Klinické a patologické znaky synukleinopatií

Agregácia -Syn proteínu je spojená s PD a inými neurodegeneratívnymi poruchami, súhrnne nazývanými synukleinopatie. Patria sem MSA, DLB, PDD a menej charakterizované neuroaxonálne dystrofie [4,48].

PD je najbežnejšia spomedzi všetkých synukleinopatií a bola hlavným zameraním výskumu -Syn vykonávaného v priebehu desaťročí. -Syn sa zle skladá a hromadí sa vo forme fibrilárnych inklúznych teliesok insynukleinopatií. Vzhľad a umiestnenie týchto inklúznych teliesok sa však líšia indiferentnými synukleinopatiami [62].

Napríklad neurónové inklúzie sú prítomné v PD, PDD a DLB, zatiaľ čo gliové inklúzie sa tvoria v MSA [4] a menej charakterizované axonálne sféroidy pri neuro-axonálnych dystrofiách [4]. Existencia rôznych klinických a patologických profilov pri synukleinopatiách vyvoláva základnú otázku, ako agregácia jediného proteínu vedie k rôznym ochoreniam.

2.1. Parkinsonova choroba (PD)

PD je po Alzheimerovej chorobe (AD) druhou najrozšírenejšou a najkomplexnejšou neurologickou poruchou [63]. Ide o prevalentnú, chronickú a progresívnu neurodegeneratívnu poruchu, ktorá postihuje približne 1 % až 4 % bežnej populácie vo veku nad 60 a 80 rokov [64–66].

Zahŕňa akumuláciu eozinofilných, okrúhlych, cytoplazmatických LB a LN, sprevádzanú degeneráciou dopaminergných neurónov v oblasti substantia nigra parscompacta (SNpc) stredného mozgu [3,67].

Strata dopaminergných neurónov má za následok zníženie hladiny neurotransmiteru dopamínu [68], čo má za následok abnormálne fungovanie mozgu a poruchu motorického fungovania, čo vedie k symptómom PD. Pre klinickú diagnostiku PD sa berú do úvahy štyri kardiálne symptómy, ako je bradykinéza, pokojový tremor, posturálna nestabilita a rigidita [67].

Okrem týchto motorických symptómov sa u pacientov s PD pozorujú aj nemotorické symptómy ako nespavosť, zápcha, kognitívna dysfunkcia, autonómne zlyhanie a depresia [67]. Niekoľko štúdií tvrdí, že tieto nemotorické symptómy a mnohé problémy s gastrointestinálnym (GI) traktom [69–73] u pacientov zahŕňajú enterický nervový systém (ENS) postihnutý v skorých štádiách PD.

Experimentálne údaje naznačujú, že nesprávne poskladaný -Syn sa šíri priónovým spôsobom z ENS do CNS cez inervácie dorzálneho motorického jadra nervu vagus (DMV) [74–76]. Faktory, ktoré spôsobujú nesprávne zloženie a agregáciu -Syn v ENS, však nie sú úplne známe. Jedným z uvádzaných faktorov je vysoká prevalencia Enterobacteriaceae v GI trakte, ktoré produkujú extracelulárne amyloidy nazývané curli vlákna [77].

Tieto curli amyloidy sa používajú na prichytenie hostiteľa, inváziu tkaniva a produkciu biofilmu baktériami. Napriek funkčným úlohám kučeravých vlákien, Escherichia coli produkujúca kučery indukuje GI dysfunkciu a motorické poškodenie u myší s nadmernou expresiou -Syn [78].

Amyloidogénna podjednotka curli fibril (CsgA) interaguje a urýchľuje agregáciu -Syn a expresia curli je skutočne potrebná na vyvolanie deficitov správania súvisiacich s -Syn [78]. Je však potrebný ďalší výskum na rozlúštenie úlohy bakteriálnych amyloidov pri podpore agregácie -Syn a pri sledovaní pôvodu PD pozdĺž osi čreva do mozgu. V posledných rokoch bola genetika PD značne študovaná.

Gén SNCA bol identifikovaný ako jeden z hlavných génov spojených so sporadickou a familiárnou PD [63,79]. Ďalšími bežnými génmi spojenými s recesívne a dominantne dedičnou PD sú mutácie v parkin a LRRK2 [63,79]. Duplikácia [80] a triplikácia [81] génu SNCA, génu kódujúceho -Syn, spôsobuje skorý nástup parkinsonizmu.

Spolu s multiplikáciou génu SNCA [82] sa jednobodové mutácie spájajú aj s familiárnym autozomálnym parkinsonizmom. K dnešnému dňu je známych sedem missense mutácií spojených s familiárnou PD: A30P [83], E46K [84], H50Q [85,86], G51D [87], A53T [88], A53E [89], a novoobjavený A53V [90]. Agregácia a tvorba amyloidu týchto familiárnych mutantov boli rozsiahle študované in vitro [12,16,91–101].

A30P, A53E a G51D spomaľujú agregáciu WT-Syn, zatiaľ čo E46K, A53T, H50Q a A53V zrýchľujú to isté [10,91–95,99,101,102]. Miera ich agregácie in vitro však nekoreluje s nástupom ochorenia, čo naznačuje súhru oligomerizácie a fibrilácie in vivo, ktorá určuje progresiu a nástup ochorenia u familiárnych foriem PD [103].

Okrem genetických faktorov je ~ 95 % prípadov PD sporadických [63,104] a súvisí s celulárnymi a environmentálnymi rizikovými faktormi. Patrí medzi ne prítomnosť polyamínov, chaperónov, glykozaminoglykánov, membrán, kovových iónov, vystavenie pesticídom a ťažkým kovom atď. [6 105 – 114]. Tieto rizikové faktory jedinečne modulujú nesprávne poskladanie a agregáciu -Syn spojenú s patogenézou PD [94,115].

2.2. Viacnásobná systémová atrofia (MSA)

MSA je zriedkavé sporadické neurodegeneratívne ochorenie a stáva sa progresívne chronickým s autonómnym zlyhaním spolu s príznakmi parkinsonizmu alebo cerebelárnej ataxie [116,117]. Prevalencia ochorenia je 2,4–4,9 prípadov na 100000 populácie [117].

MSA postihuje obe pohlavia rovnako a incidencia je častejšia u ľudí nad 60 rokov [118,119]. MSA je ničivejšia a agresívnejšia neurologická porucha ako iné synukleinopatie, pretože klinická progresia je rýchlejšia s oveľa kratším trvaním ochorenia (6–9 rokov) ako PD (~12 rokov) [117,119]. U mnohých pacientov s diagnózou PDare sa po pitve zistilo, že majú MSA [120].

K tejto nesprávnej diagnóze MSA dochádza v dôsledku prekrývajúcich sa symptómov týchto dvoch porúch, čo naznačuje, že prevalencia MSA je vyššia ako odhad [117]. MSA bola predtým opísaná tromi klinickými syndrómami, striatonigrálnou degeneráciou, olivopontocerebelárnou atrofiou a syndrómom Shy-Dragers, ktoré boli predtým považované za samostatné poruchy [121, 122].

Neskôr sa zistilo, že tieto syndrómy často koexistujú klinicky a patologicky a vyvolávajú dojem bežného základného ochorenia, ktoré sa nazývalo MSA. Klinicky pacienti s MSA vykazujú početné kombinácie symptómov, ako je parkinsonizmus, cerebelárna ataxia, progresívne autonómne zlyhanie a pyramídové znaky.

Na základe toho sú kategorizované do dvoch hlavných klinických podtypov: (i) parkinsonský podtyp (MSA-P), s prevládajúcim znakom parkinsonizmu, a (ii) cerebelárny podtyp (MSA-C), s cerebelárnou ataxiou ako hlavným znakom [ 123 – 125]. Výskyt MSA-P a MSA-C sa pohybuje od 2:1 do 4:1 [126–128].

Subtyp MSA-C sa však vyskytuje prevažne a prevláda v japonskej populácii [118]. Histopatologickým znakom MSA je prítomnosť GCI vytvorených v oligodendrocytoch v mozgu, ktoré vykazujú silnú imunoreaktivitu s -Syn [129]. Tým sa patologicky odlišuje od iných synukleinopatií, pretože vykazuje abnormálnu akumuláciu -Syn proteínu v oligodendrocytoch, na rozdiel od PD a DLB, kde sa -synklúzie nachádzajú v neurónoch [130].

Hoci niektorí pacienti s MSA preukázali prítomnosť agregátov -Syn v jadre a cytoplazme neurónov [131], tieto neuronalinklúzie sú menej rozšírené ako GCI v MSA. Mechanizmus aberantnej akumulácie -Syn v gliových bunkách je navyše nejasný, pretože neexistuje žiadna alebo minimálna expresia zrelých oligodendrocytov -Synin [132–135].

Niekoľko správ naznačilo možnosť prenosu/translokácie -Syn z neurónov do oligodendrocytov [136, 137]. Tento mechanizmus však nie je úplne známy a presný pôvod inklúzií -Syn inoligodendrocytov zostáva nejasný.

2.3. Demencia s Lewyho telieskami (DLB)

DLB je po PD druhou najčastejšou synukleinopatiou [138–140]. Incidencia a miera prevalencie DLB nie sú presné, pretože symptómy sa prekrývajú s AD, PDD, vaskulárnou demenciou a inými synukleinopatiami.

Odhaduje sa, že jej prevalencia je približne 0,4 %, tj 400 ľudí na 100,000 populácie starších ľudí [141], čo predstavuje 5 % všetkých prípadov demencie a 1 až 4 osoby na 1000 obyvateľov [142]. Spočiatku bol DLB identifikovaný ako syndróm demencie [143]. Neskôr sa zistilo, že inklúzne telieska od pacientov s DLB sú vysoko imunoreaktívne voči -Syn [3]. Potom bola kategorizovaná ako jeden z hlavných typov synukleinopatií.

Zatiaľ čo PD je charakterizovaná poklesom motorických schopností, DLB je charakterizovaná hlavne demenciou. Namiesto toho pacient s DLB môže alebo nemusí trpieť parkinsonizmom [144]. Na rozdiel od PD sú LB u pacientov s DLB prevažne lokalizované a distribuované v cytoplazme kortikálnych neurónov chorého mozgu [145]. Kortikálne LB sú eozinofilné, zaoblené a vo všeobecnosti im chýba halo štruktúra pozorovaná u klasických LB.

Klinicky je charakterizovaná demenciou, poruchou pamäti, parkinsonizmom a zmenami v správaní, spánku a autonómnych telesných a kognitívnych funkciách [143]. Mnohí pacienti s DLB tiež vykazujú významné ukladanie A v kortikálnej oblasti spolu s tvorbou LB [146, 147]. . Niekoľko presvedčivých dôkazov podporuje synergický vzťah medzi A a -Syn [148–154].

Štúdie in vitro ukázali, že -Syn a A sa môžu krížiť, vytvárať hetero-oligoméry a podporovať vzájomnú agregáciu [148,151,152,154]. V dôsledku toho sa u pacientov s patológiou AD a demenciou pozorovalo kratšie trvanie ochorenia a rýchlejší pokles [155, 156].

Nedávna štúdia poskytla priamy experimentálny dôkaz účinku ko-patológie, kde plaky A podporovali siatie a šírenie -Syn u myší s hojnou patológiou A [157]. Klinické a patologické štúdie však naznačujú, že DLB sa viac prekrýva s PDD ako s AD [158]. Celkovo sú synukleinopatie spojené s abnormálnym ukladaním -Syn, ale stále sa líšia v zmysle klinických a patologických fenotypov.

Napriek niekoľkým štúdiám zostáva dôvod tejto klinicko-patologickej divergencie hádankou.3. Nesprávne poskladanie a agregácia -SynMonomerický -Syn je vnútorne neusporiadaný proteín a má tendenciu prijímať mnohopočetné konformačné stavy ovplyvnené podmienkami roztoku, ako je pH, teplota, iónová sila, viskozita atď. [9].

Napríklad prítomnosť alkoholov (etanol) alebo fluóralkoholov (TFE alebo HFiP) vyvoláva tvorbu -listových alebo -helikálnych čiastočne zložených štruktúr -Syn, v závislosti od koncentrácie a typu použitého alkoholu [9]. -Syn bol prvýkrát izolovaný z antiséra vypestovaného proti cholinergnému vezikulu z Torpedo californica, elektrického lúča [159].

Vďaka svojej polohe na jadrovom obale a presynaptickom zakončení dostal názov synukleín [159,160]. -Proteín Syn je kódovaný génom SNCA mapovaným na ľudskom chromozóme 4q21.3-q22 [160]. -Syn objavil aj Ueda a spol. [161]počas štúdie amyloidných plakov z mozgu pacientov s Alzheimerovou chorobou, v ktorých identifikovali neamyloidnú zložku (NAC) v plakoch, ktorá pochádzala z prekurzorového proteínu NACP [161]. Bola zistená vo všetkých tkanivách okrem pečene a najvyššia koncentrácia bola zistená v mozgu [161].

Neskôr sa zistilo, že NACP je prirodzene neštruktúrovaný a ľudský homológ -Syn [162–164]. Rozsiahla biofyzikálna a štrukturálna charakterizácia odhalila, že -Syn je proteín so 140 aminokyselinami s molekulovou hmotnosťou ~14,4 kDa a pKa 4,7 [165].

Je známe, že sa podieľa na uvoľňovaní neurotransmiterov, prenose vezikúl a zostavovaní komplexu SNARE v mozgu, hoci jeho presná fyziologická úloha je stále nejasná [160, 165]. -Syn pozostáva z troch domén, N-koncovej, NAC a C-koncovej domény (obrázok 1A).

N-koniec -Syn (zvyšky 1–60) je amfipatická doména bohatá na lyzín a viažuca lipidy, ktorá interaguje s membránami [109]. Obsahuje 11 opakovaní aa, vrátane konzervovaných KTKEGV hexamerických motívov [109]. Tieto opakovania sú konzervované medzi druhmi, ako aj medzi tromi synukleínovými členmi. Hoci -Syn zostáva vo vodnom roztoku neusporiadaný, prijíma špirálovitú štruktúru zahŕňajúcu N-koniec po spojení so záporne nabitými malými unilamellarvezikulami alebo detergentnými micelami [109,166,167].

Je zaujímavé, že všetky familiárne mutácie Syn sa vyskytujú aj v oblasti N-konca [83–90] (obrázok 1B). NAC doména -Syn (zvyšky 61–95) tvorí hydrofóbne jadro proteínu a je náchylná na agregáciu. Táto doména je zodpovedná za konverziu -Syn z neusporiadaného stavu na -sheet-richfibrils [168,169]. NAC je tiež súčasťou membránovej väzbovej domény proteínu [167].

Konformačný súbor monoméru -Syn skutočne pozostáva zo štruktúr, ktoré sú podobné membránovo viazanému stavu -Syn [170]. Tieto obsahujú čiastočne zložené helicesy zahŕňajúce N-konce a domény NAC podobné modelu 1XQ8 [170], čo naznačuje, že takýto typ skladania môže byť prítomný aj v skorých štádiách agregácie.

C-terminálna doména (zvyšky 95–140) je flexibilná a pozostáva prevažne zo záporne nabitých aminokyselín [165]. Neusporiadaná karboxy-terminálna časť sa tiež podieľa na jadrovej lokalizácii proteínu -Syn a jeho interakcii s kovom, malými molekulami a proteínmi [171–175].

For more information:1950477648nn@gmail.com