タンパク質凝集
DNA配列に生じた突然変異はタンパク質のアミノ酸配列に影響を与える場合と与えない場合がある。アミノ酸配列が影響を受ける場合、アミノ酸の変化によって側鎖間の相互作用が変化し、タンパク質のフォールディングに影響が生じる可能性がある。その結果タンパク質の疎水性領域が露出し、同じミスフォールド/アンフォールドタンパク質または異なるタンパク質との凝集体が形成される。
タンパク質の凝集は、影響を受けるタンパク質自身の変異に加えて、リフォールディング経路(分子シャペロン)やユビキチン-プロテアソーム経路(ユビキチンリガーゼ)などの調節経路のタンパク質の変異によって間接的に引き起こされる場合もある。シャペロンはタンパク質がフォールディングを行う安全な環境を提供し、タンパク質のリフォールディングを助ける。ユビキチンリガーゼはタンパク質をユビキチン化修飾することでタンパク質分解の標的とする。
イオン性相互作用はアニオンとカチオンの間で形成され、タンパク質の安定化を助ける塩橋を形成する。ファンデルワールス相互作用には非極性相互作用(ロンドン分散力など)と極性相互作用(水素結合や双極子間相互作用など)が含まれる。これらはタンパク質の二次構造(αヘリックスやβシートなど)や三次構造の形成に重要な役割を果たしている。タンパク質内のアミノ酸残基間の相互作用はタンパク質の最終的な構造に非常に重要である。
アミノ酸配列の変化などによって非共有結合的相互作用が変化した場合には、タンパク質はミスフォールディングやアンフォールディング(フォールディングの解消)を起こしやすくなる。こうした場合、細胞がタンパク質のリフォールディング(再フォールディング)の補助やアンフォールドタンパク質の分解を行わなければ、アンフォールド/ミスフォールドタンパク質は露出した疎水的部分を介して他のタンパク質の露出した疎水的部分と相互作用して凝集する可能性がある。タンパク質凝集体には、アモルファス凝集体(不定形凝集体、amorphous aggregates)、オリゴマー、アミロイド線維という3つの主要なタイプが存在する。