eiwitaggregatie

Eiwitaggregatie is het proces waarbij eiwitten samenklonteren tot grotere, soms onoplosbare structuren. Aggregaten kunnen amorf zijn of bestaan uit gestructureerde amyloïde fibrillen. Het proces kan reversibel zijn, maar vaak wordt het onomkeerbaar, wat leidt tot ophoping in cellen en weefsels.

Oorzaken en mechanismen variëren, maar misfolding van eiwitten speelt een centrale rol. Tijdens misvouwing komen hidrofobe oppervlakken bloot te liggen, wat de interacties tussen moleculen bevordert. Een nucleatie- en polymerisatie-mechanisme ligt vaak aan de basis van amyloïdevorming. Daarnaast kan vloeistof-separatie (fase-separatie) leiden tot verzamelingen die uiteindelijk verhard endereen of tot de vorming van fibrillaire structuren. Factoren zoals genetische mutaties, overexpressie, oxidatieve stress, veranderingen in pH of temperatuur en posttranslationele modificaties dragen bij aan aggregatie. Het proteostase-systeem van de cel, inclusief chaperones, het ubiquitine- proteasoom-systeem en autofagie, probeert aggregatie te voorkomen of op te ruimen.

Relevantie voor de gezondheid omvat zowel pathologische als fysiologische aspecten. Pathologisch worden eiwitaggregaten geassocieerd met neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimerziekte (beta-amyloïde en tau), Parkinson-ziekte (alpha-synucleïne) en andere amyloïdose processen. Niet alle aggregatie is schadelijk; in sommige organismen spelen functionele amyloïden een rol in biochemische processen of in de opbouw van extracellulaire structuren.

Onderzoeksmethoden omvatten elektronenmicroscopie, kristallografie en spectroscopie, evenals fluorescentie-assays zoals Thioflavine T en Congo rode kleurtoetsen. Behandelings- en preventie- strategieën richten zich op stabilisatie van monomeren, remming van nucleatie en verwijdering van bestaande aggregaten, vaak via proteostase-verhoging of immunotherapie.