Pieghevole alle proteine ​​e malattia neurologica

Spesso pensiamo che le proteine ​​siano nutrienti presenti nel cibo che mangiamo e il componente principale dei muscoli, tuttavia, le proteine ​​sono molecole microscopiche situate all'interno delle cellule che in realtà svolgono una varietà di ruoli fondamentali. La funzione di una proteina dipende dalla sua forma e, quando la formazione delle proteine ​​va storta, le proteine ​​deformate che ne derivano possono causare numerosi problemi di salute, come quando le proteine ​​trascurano i loro ruoli essenziali o quando formano un disordine appiccicoso e grumoso all'interno delle cellule. La formazione di proteine ​​è una procedura soggetta a errori e gli errori lungo il percorso sono stati associati a malattie neurologiche.

Ci sono da circa 20,000 a oltre 100,000 tipi unici di proteine ​​che si trovano all'interno di una comune cellula umana. Perchè così tanti? Le proteine ​​sono i cavalli di battaglia della cellula umana. Ad esempio, molte di queste proteine ​​sono strutturali, conferendo rigidità e rigidità a neuroni sottili o tessuti muscolari. Altre proteine ​​le trasportano in nuovi posti e si legano a molecole specifiche e altre catalizzano le risposte. Una proprietà delle proteine ​​è possibile attraverso la diversità e la specificità del loro ruolo quando si piegano.

Perché le proteine ​​si piegano in una forma funzionale

Una proteina generalmente inizia nella cellula come una lunga catena di circa 300 elementi costitutivi noti come amminoacidi. Esistono 22 diversi tipi di amminoacidi e il loro ordine decide quale catena proteica si ripiegherà su se stessa. Dopo la piegatura, si formeranno generalmente due tipi di strutture. Diverse regioni della catena proteica si avvolgono in formazioni simili a quelle conosciute come "alfa-eliche", mentre altre regioni si piegano in modelli a zig-zag noti come "beta-fogli", che assomigliano alle pieghe di un ventaglio di carta.

Entrambe queste strutture possono interagire per formare strutture complesse. In una struttura proteica, molti fogli beta si avvolgono per formare un tubo cavo. Il tubo è anche generalmente corto dove la struttura complessiva assomiglia a serpenti (alfa-eliche) che emergono da una lattina (tubo beta-foglio). Inoltre, molte altre strutture proteiche con nomi descrittivi includono la "beta-barile", la "beta-elica", l '"alfa / beta-ferro di cavallo", così come la "piega jelly-roll".

Queste strutture complesse consentono alle proteine ​​di svolgere la loro varietà di ruoli nella cellula. La proteina "serpenti in una lattina", quando incorporata in una membrana cellulare, crea un tubo che consente il traffico in entrata e in uscita dalle cellule. Altre proteine ​​formano contorni con tasche note come "siti attivi" che sono perfettamente sagomate per legarsi a una determinata molecola come una serratura e una chiave. Piegandosi in forme diverse, le proteine ​​possono svolgere funzioni diverse. Per fare un'analogia, tutti i veicoli sono realizzati in acciaio, mentre un autobus, un autocarro con cassone ribaltabile, una gru o uno Zamboni sono modellati per svolgere i propri compiti, tuttavia le gare vengono vinte dalla forma liscia di un'auto da corsa.

Perché il ripiegamento delle proteine ​​a volte non riesce

Il ripiegamento delle proteine ​​alla fine consente a una proteina di assumere una forma funzionale, tuttavia, è una procedura complessa che a volte può fallire. Secondo studi di ricerca, il ripiegamento delle proteine ​​può andare storto a causa di tre ragioni principali:

1. Una persona può avere una mutazione che colpisce un aminoacido nella catena proteica, rendendo difficile per una specifica proteina localizzare la sua piega preferita o lo stato "nativo". È così per le mutazioni, come quelle che contribuiscono alla fibrosi cistica o all'anemia falciforme. Queste mutazioni si trovano nella sequenza del DNA o "gene" che codifica per una proteina speciale. Pertanto, questi tipi di mutazioni ereditarie influenzano solo quella proteina e la sua funzione correlata.
2. D'altra parte, il fallimento del ripiegamento delle proteine ​​può essere visto come una procedura in corso e molto più generale che colpisce diverse proteine. Quando vengono prodotte le proteine, la struttura che legge le istruzioni dal DNA per produrre le lunghe catene di aminoacidi può fare errori. I ricercatori stimano che il ribosoma commetta errori in altrettanti 1 in ogni proteina 7. Questi errori possono far sì che le proteine ​​che sono di conseguenza propendono a continuare a piegarsi in modo improprio.
3. Anche se una catena di amminoacidi non presenta mutazioni o errori, potrebbe comunque non raggiungere la sua forma piegata preferita perché le proteine ​​non piegano correttamente 100 per cento del loro tempo. Il ripiegamento delle proteine ​​diventa molto più difficile se le condizioni nella cellula cambiano a causa di fattori esterni come la temperatura e l'acidità.

Un collasso nel ripiegamento delle proteine ​​può causare una varietà di malattie neurologiche ei ricercatori ipotizzano che molti problemi di salute siano associati a problemi di ripiegamento. Ci sono due problemi che esistono nelle cellule che non ripiegano correttamente le proteine.

Un tipo di problema, noto come "perdita di funzione", si verifica quando una quantità insufficiente di una particolare proteina si ripiega correttamente, causando una mancanza di "funzioni specializzate" necessarie per svolgere un ruolo particolarmente importante. Ad esempio, immagina che una proteina piegata correttamente abbia la forma di legare una tossina e dividerla in composti nocivi. Senza una quantità sufficiente di quella proteina accessibile, la tossina si accumulerà a livelli dannosi. In un altro caso, una proteina può essere responsabile del metabolismo dello zucchero che può quindi essere utilizzato dalla cellula per produrre energia. La cellula crescerà a causa della mancanza di energia se non è disponibile una quantità sufficiente di questa proteina. Il motivo per cui la cellula si ammala, in questi casi, è a causa della mancanza di una particolare proteina ripiegata e funzionale. La fibrosi cistica, la malattia di Tay-Sachs, la sindrome di Marfan e alcuni tipi di cancro sono esempi di problemi di salute che si verificano quando un tipo di proteina non è in grado di svolgere il suo ruolo. Chi sapeva che un tipo di proteina su migliaia potesse essere così significativo?

Il ripiegamento delle proteine ​​può anche avere un impatto sulla salute e sul benessere generale della cellula indipendentemente dall'utilizzo della proteina. Quando le proteine ​​non riescono a ripiegarsi nel loro stato funzionale, le conseguenti proteine ​​mal ripiegate potrebbero essere contorte in forme dannose per l'ambiente cellulare affollato. La maggior parte delle proteine ​​ha amminoacidi appiccicosi che "odiano l'acqua" che seppelliscono in profondità nel loro stesso nucleo. Le proteine ​​mal piegate utilizzano queste parti all'esterno, come una caramella ricoperta di cioccolato che è stata schiacciata per rivelare un centro appiccicoso. Queste proteine ​​mal ripiegate comunemente si attaccano insieme per formare grumi noti come "aggregati". I ricercatori hanno scoperto che l'accumulo di proteine ​​mal ripiegate gioca un ruolo fondamentale in diverse malattie neurologiche, tra cui il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, il morbo di Huntington e la malattia di Lou Gehrig (SLA), tuttavia, i ricercatori stanno ancora lavorando per scoprire esattamente come queste molecole mal ripiegate influenzano il benessere delle cellule.

Una proteina mal ripiegata alla fine si distingue dalle altre e merita particolare attenzione. La proteina "prione" nella malattia di Creutzfeldt-Jakob, nota anche come malattia della mucca pazza, è un'illustrazione di una proteina mal ripiegata diventata canaglia. Questa proteina non è semplicemente irreversibilmente ripiegata in modo errato, tuttavia, trasforma anche altre proteine ​​funzionali in una condizione contorta simile.

Come le cellule proteggono dalle proteine ​​mal ripiegate

Recenti studi di ricerca hanno dimostrato che il ripiegamento errato delle proteine ​​si verifica spesso all'interno delle cellule. Fortunatamente, le cellule hanno anche molti sistemi in atto e sono abituate a far fronte a questo problema ripiegando o distruggendo le formazioni proteiche aberranti. Opportunamente conosciute come chaperones, queste strutture accompagnano le proteine ​​durante tutta la procedura di piegatura, aumentando le probabilità di una proteina di piegarsi correttamente e persino consentendo a diverse proteine ​​mal piegate l'opportunità di ripiegarsi. Gli chaperon sono proteine ​​stesse. Esistono molti tipi distinti di accompagnatori. Alcuni accompagnatori forniscono sicurezza alle proteine, isolate da altre molecole. La produzione di molti chaperon è favorita quando una cellula incontra temperature elevate o altri stati che alla fine possono rendere più difficile il ripiegamento delle proteine, quindi, fornendo a questi chaperon l'alias, "proteine ​​da shock termico".

La seguente linea di difesa cellulare contro le proteine ​​mal ripiegate è nota come proteasoma. Se le proteine ​​mal ripiegate persistono nella cellula, verranno distrutte da questa struttura, che mastica le proteine ​​e le sputa. Il proteasoma è simile a un centro, consentendo alla cellula di riutilizzare gli amminoacidi per creare proteine. Il proteasoma stesso non è una singola proteina ma molte che agiscono collettivamente. Le proteine ​​spesso interagiscono per formare strutture più grandi. Ad esempio, la coda di uno spermatozoo umano è una struttura composta da vari tipi di proteine ​​che lavorano insieme per produrre un motore rotativo che spinge lo sperma.

Panoramica sulla piegatura e il ripiegamento delle proteine

Perché alcune proteine ​​mal ripiegate possono eludere sistemi come gli chaperon e il proteasoma? In che modo le malattie neurologiche precedentemente menzionate sopra possono essere causate da proteine ​​appiccicose mal ripiegate? Alcune proteine ​​si piegano male più spesso di altre? Queste domande sono in prima linea negli studi di ricerca che cercano di comprendere i problemi di salute che alla fine risultano se la piega delle proteine ​​va storta così come la biologia delle proteine. L'ampio mondo delle proteine, utilizzando il suo vasto assortimento di forme, conferisce alle cellule capacità che consentono alla vita di esistere e consentono la sua diversità (p. Es., Le differenze tra le cellule dell'occhio, della pelle, del polmone o del cuore, e anche le differenze tra le specie) . Ma forse questo è uno dei tanti motivi per cui la parola "proteina" deriva dalla parola greca "protas", che significa "di importanza primaria" e in effetti sembrano esserlo.

Il ripiegamento proteico è un processo fisico-chimico complesso mediante il quale una proteina si "piega" o assume una forma funzionale per essere in grado di svolgere la propria funzione biologica. Le proteine ​​sono sostanze nutritive che otteniamo dal cibo che mangiamo e sono considerate uno dei componenti principali dei muscoli, tuttavia, le proteine ​​svolgono una vasta gamma di ruoli fondamentali nel corpo umano. Secondo studi di ricerca, il mal ripiegamento delle proteine ​​può causare una varietà di problemi di salute, comprese le malattie neurologiche. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight

Lo scopo dell'articolo sopra è descrivere il ripiegamento delle proteine ​​e il modo in cui è associato alle malattie neurologiche. Le malattie neurologiche sono associate al cervello, alla colonna vertebrale e ai nervi. Lo scopo delle nostre informazioni è limitato a problemi di chiropratica, salute muscoloscheletrica e nervosa, nonché articoli, argomenti e discussioni di medicina funzionale. Per discutere ulteriormente l'argomento di cui sopra, non esitate a chiedere al Dr. Alex Jimenez o contattarci al numero 915-850-0900 .

A cura del Dr. Alex Jimenez

Discussione argomento aggiuntiva: dolore cronico

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