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蛋白質構象病

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經Aβ（棕色）抗體染色的阿爾茨海默病患者大腦皮質切片的顯微照相，該蛋白片段在老年斑和腦澱粉樣血管病中積聚。10倍顯微鏡物鏡。

在醫學上，蛋白質構象病（英語：proteopathy）是指某些蛋白質的結構變得異常，從而破壞身體細胞、組織和器官的功能的疾病。[1][2] 通常這些蛋白質無法摺疊成它們本來的正常結構；當處於這種錯誤摺疊的狀態時，它們在某種程度上可能變得有毒（毒性作用增強）或失去它們正常的功能。[3] 蛋白質構象病（又稱蛋白質錯誤摺疊病）包括如克雅二氏病和其他朊毒體疾病、阿爾茨海默病、帕金森病、澱粉樣變和一系列其他的疾病。[2][4][5][6][7][8]

蛋白質構象病的概念可以追溯到19世紀中葉。1854年，魯道夫·菲爾紹提出使用澱粉樣蛋白（「澱粉樣」）這個術語來描述大腦中的一種叫做澱粉樣小體的物質。這種物質表現出類似於纖維素的化學反應。1859年，尼古拉斯·弗里德里希和凱庫勒證明了「澱粉樣蛋白」實際上富含大量蛋白質，而不是纖維素組成的。[9] 隨後的研究表明，許多不同的蛋白質都可以形成澱粉樣蛋白，並且所有的澱粉樣蛋白質在經剛果紅染色後的交叉偏振光中都有共同的雙折射；當用電子顯微鏡觀察時會出現一個纖維狀的亞顯微結構。[9] 然而，一些蛋白質病變沒有雙折射現象，它們包含很少甚至沒有像阿爾茨海默病患病者腦中瀰漫性沉積的Aβ蛋白那樣典型的澱粉樣纖維。[10] 此外有證據表明，小的非纖維狀蛋白質聚集體（低聚物）對受影響器官的細胞來說是有毒的，而纖維狀澱粉樣蛋白相對而言是良性的。[11][12]

病理生理學

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大多數情況下，如果不是所有的蛋白質病變，三維摺疊（構象）的變化都會增加特定蛋白質與其自身結合的趨勢。[5] 在這種聚集形式下，蛋白質對清除有抗性，並且可能干擾受影響器官的正常功能。在通常情況下，蛋白質錯誤摺疊會導致其喪失常規功能。例如，囊腫性纖維化是由有缺陷的囊腫性纖維化跨膜傳導調節因子（CFTR）蛋白引起的。[3] 而在肌萎縮側索硬化/額顳葉變性（FTLD）中，某些基因調節蛋白不適當地聚集在細胞質中，無法在核內執行其正常任務。[13][14] 蛋白質有一個稱為多肽骨架的共同的結構特徵，所以所有蛋白質在某些情況下都可能發生錯誤摺疊。[15] 然而，只有少量蛋白質錯誤摺疊與蛋白質構象病有關。這可能是由於蛋白質自身脆弱的結構特質。例如，通常作為單體（即單一的、未結合的蛋白質分子）展開或相對不穩定的蛋白質更容易錯誤摺疊導致構象異常。[5][15][16] 幾乎在所有情況下，致病分子構型都涉及蛋白質的β摺疊二級結構的增加。[5][15][17][18] 一些蛋白質構象病中的異常蛋白已被證明可摺疊成多個三維形狀；這些變體蛋白質結構由其不同的致病性、生物化學性質和構象特性來定義。[19] 目前已經對被稱為蛋白質菌株的朊毒體疾病進行了相當深入的研究。[20][21]

參見

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參考資料

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  1. ^ Walker LC, LeVine III H. The cerebral proteopathies. Neurobiol Aging. 2000, 21 (4): 559–561. PMID 10924770. doi:10.1016/S0197-4580(00)00160-3. 
  2. ^ 2.0 2.1 Walker LC, LeVine III H. The cerebral proteopathies: Neurodegenerative disorders of protein conformation and assembly. Mol Neurobiol. 2000, 21 (1–2): 83–95. PMID 11327151. doi:10.1385/MN:21:1-2:083. 
  3. ^ 3.0 3.1 Luheshi M, Crowther DC, Dobson CM. Protein misfolding and disease: from the test tube to the organism. Current Opinion in Chemical Biology. 2008, 12 (1): 25–31. PMID 18295611. doi:10.1016/j.cbpa.2008.02.011. 
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