बीटा अमाइलॉइड (AB) या बीटा अमाइलॉइड पेप्टाइड (ABP) 39-43 अमीनो एसिड के पेप्टाइड्स को दिया गया और आणविक भार में 4-6 kDa के बीच होता है जो संसाधित होने पर एमिलॉइड अग्रदूत प्रोटीन (APP) के उपापचय के उत्पाद होते हैं अमाइलॉइडोजेनिक मार्ग द्वारा।
अमाइलॉइड (स्टार्च-जैसा) शब्द इस तथ्य को संदर्भित करता है कि इस प्रोटीन का जमाव पहले स्टार्च ग्रैन्यूल से मिलता-जुलता है, जो पहले रिजर्व प्लांट टिश्यूज में देखा जाता था। आज, शब्द पेप्टाइड्स और प्रोटीन से जुड़ा हुआ है जो तंत्रिका तंत्र में एक विशेष फाइबर आकृति विज्ञान को अपनाते हैं।
बीटा अमाइलॉइड पेप्टाइड की संरचना (विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से खुद का काम)
एबीपी एपी प्रोटीन के ट्रांसमेम्ब्रेन सी-टर्मिनल सेगमेंट से मेल खाती है। जीन एन्कोडिंग एपीपी गुणसूत्र 21 पर स्थित है और वैकल्पिक splicing से गुजरता है जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन के विभिन्न isoforms होते हैं।
पूरे शरीर में विभिन्न प्रकार या आइसोफोर्म व्यक्त किए जाते हैं। प्रमुख मस्तिष्क isoform वह है जिसमें सीरीन प्रोटीज निरोधात्मक डोमेन का अभाव होता है।
छोटी मात्रा में एबीपी न्यूरोनल विकास में और चोलिनर्जिक संचरण के नियमन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में आवश्यक है। इसकी बहुतायत इसके संश्लेषण और गिरावट के बीच एक संतुलन पर निर्भर करती है, जिसे एंजाइम द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
जन्मजात और दिवंगत अल्जाइमर रोग के पैथोफिजियोलॉजिकल मार्करों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा एबीपी से संबंधित है, विशेष रूप से न्यूरोनल कोशिकाओं में उनके अत्यधिक बयान के कारण, सिपाही सजीले टुकड़े के गठन के साथ, फाइब्रिलिन टेंगल्स या टेंगल्स और सिनैप्टिक डिजनरेशन का गठन।
मूल
एबीपी एपीपी अग्रदूत प्रोटीन के एंजाइमी क्लीवेज से उत्पन्न होता है, जो मस्तिष्क में उच्च स्तर पर व्यक्त किया जाता है और एक जटिल तरीके से तेजी से चयापचय होता है।
यह प्रोटीन टाइप 1 ट्रांसमेम्ब्रेन ग्लाइकोप्रोटीन के परिवार से संबंधित है और इसका कार्य मोटर प्रोटीन किन्सिन I के लिए एक विशेष रिसेप्टर के रूप में कार्य करता प्रतीत होता है। यह सिनैप्स, न्यूरोनल ट्रांसपोर्ट और लोहे के आयनों के सेलुलर निर्यात के नियमन में भी शामिल है।
एपीपी प्रोटीन को एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में संश्लेषित किया जाता है, ग्लाइकोसिलेटेड होता है और इसके बाद की पैकेजिंग के लिए गोल्गी कॉम्प्लेक्स में परिवहन पुटिकाओं में भेजा जाता है जो इसे प्लाज्मा झिल्ली तक पहुंचाते हैं।
इसमें एक एकल ट्रांसमीटर डोमेन, एक लंबा एन-टर्मिनल अंत और एक छोटा इंट्रासेल्युलर सी-टर्मिनल हिस्सा है। इसे दो अलग-अलग तरीकों से एंजाइमेटिक रूप से संसाधित किया जाता है: गैर-एमिलॉयडोजेनिक मार्ग और एमाइलॉयडोजेनिक मार्ग।
गैर-अमाइलॉइडोजेनिक मार्ग में, एपी प्रोटीन को झिल्ली α- और γ-secretases द्वारा क्लीव किया जाता है, जो एक घुलनशील खंड और ट्रांसएम्ब्रेनर के टुकड़े को काटता है, सी-टर्मिनल भाग को जारी करता है जो संभवतः लाइसोसोम में सुगंधित होता है। इसे गैर-अमाइलॉइडोजेनिक कहा जाता है क्योंकि न तो खंड पूर्ण एबीपी पेप्टाइड को जन्म देता है।
इसके विपरीत, एमाइलॉयडोजेनिक मार्ग BACE1 secret-सीक्रेटेज और complex-secretase कॉम्प्लेक्स की अनुक्रमिक कार्रवाई भी शामिल है, जो अभिन्न झिल्ली प्रोटीन भी हैं।
Α-secretase- प्रेरित दरार कोशिका की सतह से sAPPα के रूप में जाना जाने वाला एक प्रोटीन टुकड़ा जारी करता है, जो झिल्ली में डाले गए सी-टर्मिनस से 100 अमीनो एसिड से कम का एक खंड छोड़ देता है।
यह झिल्ली भाग β-secretase द्वारा काटा जाता है, जिसके उत्पाद को s-secretase कॉम्प्लेक्स द्वारा कई बार संसाधित किया जा सकता है, जिससे विभिन्न लंबाई (43 से 51 एमिनो एसिड के टुकड़े) को जन्म दिया जाता है।
विभिन्न पेप्टाइड विभिन्न कार्यों को पूरा करते हैं: कुछ को नाभिक में अनुवाद किया जा सकता है, जो आनुवंशिक विनियमन की भूमिका को बढ़ाता है; दूसरों को झिल्ली के माध्यम से कोलेस्ट्रॉल के परिवहन में शामिल होना दिखाई देता है, जबकि अन्य प्लाक या क्लैंप के गठन में भाग लेते हैं, न्यूरो गतिविधि के लिए विषाक्त।
संरचना
पेप्टाइड एबी के प्राथमिक अमीनो एसिड अनुक्रम को 1984 में अल्जाइमर रोग के रोगियों से अमाइलॉइड सजीले टुकड़े के घटकों का अध्ययन करके खोजा गया था।
चूंकि uous-secretase कॉम्प्लेक्स γ-secretase द्वारा जारी किए गए सेगमेंट में उचित कटौती कर सकता है, इसलिए एबीबी अणुओं की एक किस्म है। चूंकि उनकी संरचना को सामान्य तरीकों से क्रिस्टलीकृत नहीं किया जा सकता है, इसलिए उन्हें आंतरिक रूप से असंरचित प्रोटीन के वर्ग से संबंधित माना जाता है।
परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) का उपयोग करके अध्ययनों से प्राप्त मॉडल ने स्थापित किया है कि एबी पेप्टाइड्स के कई में एक α-हेलिक्स के रूप में एक द्वितीयक संरचना होती है जो पर्यावरण के आधार पर अधिक कॉम्पैक्ट रूपों में विकसित हो सकती है जहां यह पाया जाता है।
चूंकि इन अणुओं की सतह के लगभग 25% में एक मजबूत हाइड्रोफोबिक चरित्र होता है, इसलिए अर्ध-स्थिर कॉइल का निरीक्षण करना आम है जो that-मुड़ा हुआ अनुरूपता का नेतृत्व करता है, जो इस तरह के पेप्टाइड्स के एकत्रीकरण राज्यों में एक मौलिक भूमिका निभाता है।
विषाक्तता
इन प्रोटीनों के न्यूरोटॉक्सिक प्रभाव घुलनशील रूपों और अघुलनशील समुच्चय दोनों से जुड़े होते हैं। ओलिगोमेराइजेशन होता है इंट्रासेल्युलर और बड़े कॉनग्लोमेरेट्स सेनाइल सजीले टुकड़े और न्यूरोफिब्रिलरी टेंगल्स के निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण तत्व हैं, अल्जाइमर रोग जैसे न्यूरोपैथोलॉजी के महत्वपूर्ण मार्कर।
ABP फाइबर की संरचना (विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से बोको वा केज)
एपीपी जीन में उत्परिवर्तन, साथ ही साथ इसके प्रसंस्करण में शामिल गुप्त एन्कोडिंग के जीन, एबी पेप्टाइड के बड़े पैमाने पर जमा का कारण बन सकते हैं जो डच एमाइलॉयडोपैथी सहित विभिन्न अमाइलॉइडोपैथियों को जन्म देते हैं।
भड़काऊ प्रतिक्रिया और मुक्त कणों के मध्यस्थों की रिहाई में एबीपी की भूमिका जो कोशिका मृत्यु के कैस्केड को ट्रिगर करके केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर हानिकारक प्रभाव डालती है। यह न्यूरोनल अतिवृद्धि का कारण भी बनता है, ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रेरित करता है, और glial सेल सक्रियण को बढ़ावा देता है।
पेप्टाइड एबी के कुछ रूप नाइट्रिक एसिड के निर्माण और न्यूरॉन्स में राइनोडाइन रिसेप्टर्स की अभिव्यक्ति को बढ़ाकर कोशिकाओं में कैल्शियम आयनों के अत्यधिक प्रवाह का कारण बनते हैं, जो अंततः कोशिका मृत्यु के साथ समाप्त होता है।
सेरेब्रल रक्त वाहिकाओं में इसका संचय मस्तिष्क-अमाइलॉइड एंजियोपैथी के रूप में जाना जाता है और वाहिकासंकीर्णन और संवहनी स्वर के नुकसान के कारण होता है।
इस प्रकार, उच्च सांद्रता में, इसकी न्यूरोटॉक्सिसिटी के अलावा, एबीपी का संचय मस्तिष्क संरचना के रक्त प्रवाह को कमजोर करता है और न्यूरोनल खराबी को तेज करता है।
चूंकि एबीपी अग्रदूत प्रोटीन गुणसूत्र 21 पर एन्कोडेड है, डाउन सिंड्रोम वाले रोगियों (जिनके पास इस गुणसूत्र पर त्रिसूमी है), यदि वे उन्नत उम्र तक पहुंचते हैं, तो एबी पेप्टाइड से संबंधित बीमारियों से पीड़ित होने की अधिक संभावना है।
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