thumb|Mikrografija amiloidnih naslaga (ružičaste) u tankom crijevu. Duodenum sa talozima amiloida u lamina propria. Amiloid se pojavljuje kao homogeni ružičasti materijal u sopstvenoj lamini i oko krvnih sudova, uvećanje 20 X Amiloidi (lat. amilum od grč. ἄμυλον amilon = škrob) su agregati protein okarakteriziran vlaknastom morfologijom od 7–13 nm u prečniku, β- lista sekundarne strukture (poznata kao kros-β) i sposobnošću prijema obojenja određenim bojama, kao što je kongo crvena. U ljudskom tijelu, amiloidi su povezani s razvojem različitih bolesti.
Patogeni amiloidi nastaju kada prethodno zdravi proteini izgube svoju normalnu strukturu i fiziološku funkciju (pogrešno savijanje proteina) i formiraju vlaknaste naslage u plakovima oko ćelija koje mogu poremetiti zdravu funkciju tkiva i organa. Takvi amiloidi su povezani (ali ne nužno kao uzrok) više od 50 ljudskih bolesti, poznatih kao amiloidoze, i mogu imati ulogu u nekim neurodegenerativnim poremećajima. Neke od ovih bolesti su uglavnom sporadične, a samo je nekoliko porodičnih slučajeva. Drugi su samo neporodični. Neki su jatrogeni jer proizlaze iz liječenja. Prioni su infektivni oblici amiloida koji mogu djelovati kao šablon za pretvaranje drugih neinfektivnih oblika. Amiloidi mogu imati i normalne biološke funkcije; naprimjer, u formiranju fimbrije u nekim rodovima bakterija, prijenos epigenetičkih osobina u gljivama, kao i taloženje pigmenta i oslobađanje hormona kod ljudi.
Poznato je da amiloidi nastaju iz mnogih različitih proteina. Ovi polipeptidni lanci općenito formiraju strukture β-lista koje se agregiraju u duga vlakna; međutim, identični polipeptidi se mogu sklopiti u više različitih amiloidnih konformacija. Raznolikost konformacija je možda dovela do različitih oblika prionskih bolesti.
thumb|upright=1.1|Amiloid HET-ova(218-289), prionski pentamer vrstePodospora anserina ().
Definicija Naziv amiloid dolazi od rane pogrešne identifikacije supstance koju je postavio Rudolf Virchow kao škrob, baziran na tehnikama bojenja sirovim jodom. Naučna zajednica je neko vrijeme raspravljala o tome da li su amiloidne naslage masne ili ugljikohidratne naslage dok se konačno nije otkrilo (1859.) da su to, u stvari, naslage albumoidnog proteinskog materijala.
Klasična, histopatološka definicija amiloida je vanćelijski, proteinski vlaknasti depozit koji ima sekundarnu strukturu β-lista i identificiran je po dvolomnosti zelene jabuke kada je obojena bojom zvanom kongo crveno pod polarizovanim svetlom. Ove naslage često regrutiraju različite šećere i druge komponente, kao što je komponenta amiloid P u serumu, što rezultira složenim, a ponekad i nehomogenim strukturama. Nedavno je ova definicija dovedena u pitanje jer su neke klasični, amiloidni tipovi uočeni na izrazito unutarćelijskim lokacijama. Novija, biofizička definicija je šira, uključujući bilo koji polipeptid koji se polimerizira da formira unakrsnu β-strukturu, in vivo ili in vitro, unutar ili izvan ćelije. Mikrobiolozi, biohemičari, biofizičari, hemičari i fizičari su uglavnom usvojili ovu definiciju, što dovodi do izvjesnog sukoba u zajednici biologa oko pitanje jezika.
Proteini koji stvaraju amiloide u bolestima Do danas je pronađeno 37 ljudskih proteina koji da formiraju patološke promjene amiloida koji su povezani s dobro definiranim bolestima. Međunarodno društvo za amiloidozu klasificira amiloidna vlakna i s njima povezane bolesti zasnovane na pridruženim proteinima (na primjer ATTR je grupa bolesti i pridruženih fibrila koje tvori transtiretin).(tabela ispod)
Protein BolestZvanična skraćenicaβ Amiloid-peptid (Aβ) od prekursora amiloidnog proteinaAlzheimerove bolesti, Nasljedno cerebralno krvarenje s amiloidozom Aβα-SinukleinParkinsonova bolest, Demencija Parkinsonove bolesti, Demencija sa Lewyjevim tijelima, Multipla sistemska atrofijaAαSynPrPSc Transmisivna spongiformna encefalopatija (npr. Fatalna porodična nesanica, Gerstmann-Sträussler-Scheinkerova bolest, Creutzfeldt-Jacobova bolest, APrPnMikrotubulama pridruženi protein tau Različiti oblici tauopatija (npr. Pickova bolest, Progresivna suprajedarna paraliza, Kortikobazalna degeneracija, Frontotemporalna demencija sa parkinsonizmom povezanim sa hromosomom 17 Argirofilna zrnasta bolest)ATauHuntingtinski egzon 1Huntingtonova bolestNemapeptid ABriPorodična britanska demencijaABriPeptid ADanPorodična danska demencijaADanFragmenti imunoglobulinskog lahkog lancaAmiloidoza lahkog lancaAL Fragmenti Amiloidoza teškog lanca Amiloidoza teškog lancaAHPunodužinski N-terminalni fragmenat proteina amiloida A u serumuAmiloidoza AAAATranstiretinSenilna sistemska amiloidoza, Porodična amiloidna polineuropatija, Porodična amiloidna kardiomiopatija, Leptomeningealna amiloidozaATTRBeta-2 mikroglobulin Amiloidoza povezana s dijalizom, Porodična nasljedna visceralna amiloidoza Aβ2MN-terminalni fragmenti apoliproteina AAmiloidoza ApoAIAApoAIC-terminalno produženi apolipoprotein AIIAmiloidoza ApoAII AApoAII N-terminalni fragmenti apolipoproteina AIV Amiloidoza ApoAIV AApoAIVApolipoprotein C-II Amiloidoza ApoCIIAApoCIIApolipoprotein C-III Amiloidoza ApoCIII AApoCIIIFragmenti gelsolinaPorodična amiloidoza Finskog tipaAGelLizozimNasljedna neneuropatska sistemska amiloidozaALysFragmenti fibrinogenog alfa lancaFibrinogena amiloidozasAFibN-terminalno skraćeni cistatin C Nasljedno cerebralno krvarenje s amiloidozom islandskog tipaACysIAPP (Amilin) Šećerna bolest tip 2, Insulinom AIAPPKalcitonin Sržni karcinom štitnjače ACalPretkomorni natriuretički faktor Srčane aritmije, Izolirana pretkomorska amiloidozaAANFProlaktinHipofizni prolaktinomAProInsulinInjekcijski-lokalizirana amiloidozaAInsLaktadherin / MedinAortna medijalna amiloidozaAMedLaktotransferin / LaktoferinŽelatinozna kapljičasta rožnjačna distrofijaALacOdontogeni ameloblastno pridružrni protein Kalcificirajući epitelni odontogeni tumoriAOAAPPlućni surfaktantno pridruženi protein C (SP-C)Plućna alveolska proteinozaASPCLeukocitni ćelijsko-izvedeni hemotaksin-2 (LECT-2)Amiloidoza Bubrežna amiloidoza LECT2ALECT2Galektin-7Lišajska amiloidoza, Makulska amiloidozaAGal7KorneodezmozinTjemenski hypotrichosis simplexACorC-terminalni fragmenti TGFBI/keratoepitelinaDistrofija rožnjačne rešetke tip I, distrofija rožnjačne rešetke tip 3A, distrofija rožnjačne rešetke Avellino tipAKerSemenogelin-1 (SGI)Amiloidoza sjemenskih vezikulaASem1Proteinj S100A8/A9Rak prostateNemaEnfuvirtidInjekcijski-lokalizirana amiloidozaAEnf
Struktura thumb| Struktura fibrila, koja se sastoji od jednog protofilamenta, amiloidnog beta-peptida gledano niz dugu os fibrila ().
Amiloidi su formirani od dugih nerazgranatih vlakana koja se odlikuju proširenom sekundarnom strukturom beta-lista u kojoj su raspoređeni pojedinačni beta-lanci (β-nizovi) (obojene strelice na susjednoj slici) u orijentaciji okomitoj na dugu os vlakna. Takva struktura je poznata kao kros-β struktura. Svako pojedinačno vlakno može biti široko 7-13 nanometara i dugo nekoliko mikrometara. Glavna obilježja prepoznata iz ugla različitih disciplina za klasifikaciju proteinskih agregata kao amiloida je prisustvo vlaknaste morfologije očekivanog prečnika, detektiranog pomoću transmisijske elektronske mikroskopije (TEM) ili mikroskopije atomske sile (AFM), prisutnost unakrsne β-sekundarne strukture, određene pomoću kružnog dihronizma, FTIR, nuklearne magnetne rezonance u čvrstom stanju (ssNMR), rendgenske kristalografije ili difrakcijom rendgenskih vlakana (često se smatra testom "zlatnog standarda" da bi se utvrdilo sadrži li struktura unakrsna β-vlakna) i sposobnost bojenja specifičnim bojama, kao što je Kongo crvena, tioflavin T ili tioflavin S.
Termin "kros-β" (unakrska β) zasnovan je na posmatranju dva skupa difrakcijskih linija, jedne uzdužne i jedne poprečne, koje formiraju karakterističan "križni" obrazac.Wormell RL. New fibres from proteins. Academic Press, 1954, p. 106. Postoje dva karakteristična difrakcijska signala rasijanja, proizvedena na 4,7 i 10 Å (0,47 nm i 1,0 nm), koji odgovaraju međulančanim razmacima i udaljenostima slaganja u beta-listovima. "Stopovi" beta-lista su kratki i prelaze širinu amiloidnog fibrila; dužina amiloidnog fibrila je izgrađena od poređanih β-lanaca. Unakrsni β-obrazac smatra se dijagnostičkim obilježjem strukture amiloida.
Amiloidna vlakna se uglavnom sastoje od 1-8 protofilamenata (jedan protofilament koji također odgovara vlknu prikazan je na slici), svaki promjera 2-7 nm, koji međusobno djeluju bočno, kao ravne trake koje održavaju visinu od 2-7 nm (jednog protofilamenta) i široki su do 30 nm; češće se protofilamenti uvijaju jedan oko drugog i formiraju tipski 7-13 nm široke fibrile. Svaki protofilament ima tipsku unakrsnu β-strukturu i može biti formiran od 1-6 β-listova (šest je prikazano na slici) naslagane jedna na drugu. Svaka pojedinačna proteinska molekula može doprinijeti jednom do nekoliko β-lanaca u svakom protofilamentu i lanci mogu biti raspoređeni u antiparalelne β-listove, ali češće u paralelne β-listove. Samo dio polipeptidnog lanca nalazi se u β-lančanoj konformaciji u vlaknima, ostatak tvori strukturirane ili nestrukturirane petlje ili repove.
Dugo je znanje o strukturi amiloidnih vlakana na atomskom nivou bilo ograničeno činjenicom da su neprikladna za najtradicionalnije metode za proučavanje proteinskih struktura. Posljednjih godina zabilježen je napredak u eksperimentalnim metodima, uključujući spektroskopiju NMR u čvrstom stanju i krioelektronsku mikroskopiju. U kombinaciji, ovi metodi dali su 3D atomske strukture amiloidnih fibrila formiranih od amiloidnih β peptida, α-sinukleina, tau i FUS-proteina, povezanih s različitim neurodegenerativnim bolestima..
Formiranje thumb|Formiranje anijeloidnog plaka thumb|upright=1.35|Tri faze formiranja amiloidnih fibrila: faza kašnjenja, eksponencijalna faza i faza platoa. Amiloid se formira polimerizacijom stotina do hiljada monomernih peptida ili dugovlaknastih proteina. Formiranje amiloida uključuje fazu zaostajanja (zvanu nukleacijska faza), eksponencijalnu fazu (zvanu 'faza rasta) i fazu platoa (zvana faza zasićenja), kao što je prikazano na slici. Zaista, kada je količina fibrila prikazana u zavisnosti od vremena, vidi se sigmoidni vremenski tok koji odražava tri različite faze.
U najjednostavnijem modelu „jezgarne polimerizacije “ (označeno crvenim strelicama na donjoj slici), pojedinačni rasklopljeni ili djelomično rasklopljeni polipeptidni lanci (monomeri) pretvaraju se u jezgro (monomer no ili oligomerno) preko termodinamički nepovoljnog procesa koji se javlja u ranoj fazi kašnjenja. Fibrili rastu naknadno iz ovih jezgara dodavanjem monomera u eksponencijalnoj fazi.
Drugačiji model, zvani jezgarna konformacijska konverzija označen je plavim strelicama na donjoj slici, uveden je kasnije, kako bi se uklopio u neka eksperimentalna zapažanja: često je otkriveno da se monomere brzo pretvaraju u pogrešno savijene i visoko neorganizirane oligomere različite od jezgara. Tek kasnije, ovi agregati će se strukturno reorganizirati u jezgra, na kojima će se drugi neorganizirani oligomeri dodavati i reorganizirati putem šablonskog ili induciranog mehanizma (ovaj model nukleirane konformacijske konverzije), formirajući fibrile na kraju.