Poliglutamin (polyQ) je dio proteina koji sadrži dugi segment glutaminskih aminokiselina, obično u rasponu od 10 do 40 glutaminskih ostataka. Kada je poliglutaminski trakt, koji se ponekad naziva i poliglutaminski rep, abnormalno dugačak, kod nekih osoba može dovesti do neurodegenerativne bolesti. Neke od glavnih bolesti koje su posljedica ove abnormalnosti su Huntingtonova bolest, Kennedyjeva bolest, Haw River sindrom i razne spinocerebelarne ataksije.
Stvaranje neobično dugog poliglutaminskog trakta često je uzrokovano genetskim mutacijama. Mnoge od ovih mutacija su naslijeđene; Kennedyjeva bolest je, na primjer, X-vezana recesivna, što znači da se mutacija gena bolesti nalazi na X-kromosomu i da pojedinac mora posjedovati dvije kopije gena kako bi mogao razviti bolest. Druge uobičajene neurodegenerativne bolesti uzrokovane povećanom duljinom polyQ trakta su autosomno dominantne, što znači da je gen prisutan na nespolnom kromosomu i da je pojedincu potrebna samo jedna kopija gena za razvoj bolesti.
Genetske mutacije često uključuju višak ponavljanja tronukleotidne sekvence citidin-adenozin-guanozin (CAG). Ovi trojci, poznati kao CAG ponavljanja, svaki kodiraju za dodavanje jednog ostatka glutamina na rep poliglutamina. Kada ima previše ponavljanja, rep postaje predug, stvarajući probleme za proteinsku molekulu i na kraju za tijelo u cjelini. Broj dodatnih CAG ponavljanja varira za svaku bolest, a neki pojedinci s velikim brojem CAG ponavljanja ne razvijaju bilo koji oblik neurodegenerativne bolesti, što ukazuje da postoji određeni stupanj slučajnosti ili okolišni čimbenici koji pridonose razvoju bolesti.
Dugi polyQ repovi mogu stvoriti nekoliko glavnih problema u tijelu. Prvo, mogu ometati funkciju ili oblik proteina na koje su vezani. Dodatni ostaci glutamina često mogu uzrokovati pogrešno savijanje proteina, ometajući njegovu sposobnost normalnog funkcioniranja unutar stanice. Dodatno, abnormalni poliglutaminski repovi mogu spriječiti da ti neispravni proteini budu fiksirani ili uništeni od strane unutarnjih obrambenih mehanizama stanice, pogoršavajući njihove štetne učinke.
Drugo, čak i kada su stanični enzimi u stanju ispraviti proteine odrezivanjem viška poliglutaminskih jedinica, jedinice se često mogu agregirati u proteinske klupe. Ne samo da mogu stati na put normalnim staničnim procesima, već mogu i nehotice zarobiti druge proteine i molekule, dodatno oštećujući stanicu. Svaka od različitih neurodegenerativnih bolesti proizlazi iz malo drugačijeg mehanizma, ali sve uključuju određenu razinu abnormalne duljine repa poliglutamina koja oštećuje živčane stanice.