Прион

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Прионът (думата е изкована в като съкращение от протеинна инфекциозна частица) е необикновен вид инфекциозен агент, който се състои само от белтък.[1] Прионите са ненормално-структурирани (пространствено нагънати) форми на белтъците на организма-хазяин, които са способни да преобразуват структурата на нормалните белтъчни молекули в подобна на своята ненормална структура.

Въпреки че точният механизъм на действието и разпространението им не е познат, понастоящем широко се приема, че те са причинители на известни от преди, но слаборазбираеми болести, обикновено класифицирани като трансмисивни спонгиформни енцефалопатии (TSE), между които скрейпи (болест по овцете), алеутска болест по норките, хронична изтощаваща болест, куру (разпространена сред канибалското в миналото племе Форе в Папуа-Нова Гвинея), болест на Кройцфелд-Якоб (CJD), синдром на хроничното изтощение (CWD), фатално фамилно безсъние (FFI), синдром на Герстман-Щрауслер-Шайнкер (GSS) и спонгиформна енцефалопатия по говедата (BSE или „луда крава“). Тези болести засягат структурата на мозъчната тъкан и всички са фатални и нелечими.[2]

Засега за всички открити приони се смята, че инфектират и се разпространяват чрез образуване на амилоидна гънка. Но тъй като всяка инфекциозна белтъчна частица може да се определи като прион, са възможни и други механизми.

PrP и прионната хипотеза[редактиране | edit source]

Откриване[редактиране | edit source]

Теорията, че ТСЕ се причиняват от инфекциозен агент, съдържащ единствено белтък съществува от 60-те години на миналия век. Тази теория е създадена, за да се обясни откритието, че тайнственият инфекциозен агент, причиняващ болестта на Кройцфелд-Якоб, е устойчив на ултравиолетови лъчи (които разрушават нуклеиновите киселини), но е податлив на агенти, разрушаващи белтъците. Пробивът настъпва през 1982 г., когато изследователи, ръководени от Стенли Прусинър от Калифорнийския университет в Сан Франциско, пречистват инфекциозен материал и потвърждават, че инфекциозният агент се състои главно от специфичен белтък. Прусинър изковава думата „прион“ като наименование на инфекциозния агент като комбинира първите срички на думите „протеинов“ и „инфекциозен“. Инфекциозният агент бил наречен „прион“, а специфичният белтък, от който е съставен, бил наречен PrP. Стенли Прусинър получава Нобелова награда за физиология или медицина през 1997 г. за това изследване.[3]

Структура[редактиране | edit source]

По-нататъшните изследвания показват, че PrP се намира в тялото дори на здрави хора и животни. Но PrP, намерен в инфекциозен материал (т.е. PrP, образуващ прионите) има различна пространствена структура и е устойчив на протеазитеензими, които могат да разлагат белтъци. Нормалната форма на белтъка се нарича PrPC, а инфекциозната форма се нарича PrPSc — „C“ обозначава клетъчен PrP, а „Sc“ идва от „скрейпи“ — прионно заболяване по овцете.[4] PrPC се намира върху мембраните на клетките, но нормалната му функция не е напълно установена. След предлагането на оригиналната хипотеза е открит гена за PrP — PRNP генът. Някои ТСЕ могат да се наследяват и във всички наследени случаи има мутация в PRNP гена. Установени са много различни PRNP мутации и се смята, че мутациите по някакъв начин увеличават вероятността PrPC спонтанно да се превърне в PrPSc. Трябва да се отбележи, обаче, че ТСЕ са единствените болести, които могат да са спорадични (случайно проявени), генетични или инфекциозни.

Въпреки че идентичността и основните свойства на прионите сега са добре познати, механизмът на прионната инфекция и размножаване остава тайна. Обикновено се приема, че PrPSc взаимодейства пряко с PrPC, за да го накара да промени структурата си. Една идея, хипотезата „Белтък Х“, е, че някакъв все още неоткрит клетъчен белтък (белтък X) прави преобразуването на PrPC в PrPSc възможно, като събира по една молекула от двата в комплекс.

Въпреки, че точната триизмерна форма на PrPSc не е позната се знае че има увеличаване броя на β-листовете в инфекциозната молекула, които заменят нормалните α-спирали.[5]

Преди прозрението на Прусинър всички познати патогени (бактерии, вируси и др.) са съдържали нуклеинови киселини, необходими за възпроизводството. Прионната хипотеза е била много спорна, защото на пръв поглед противоречала на „главната догма на съвременната биология“, според която всички живи организми използват нуклеинови киселини, за да се размножават. Хипотезата „само белтък“ — че един белтък (който, за разлика от ДНК няма очевидни средства за размножение) би могъл да се възпроизведе — първоначално е посрещната със склептицизъм. Но свидетелства в полза на тази хипотеза се натрупват постоянно и сега тя е широко приета. Вместо да противоречи на централната роля на ДНК, прионната хипотеза предлага един специален случай, при който просто промяната на формата на един белтък (без промяна на неговата аминокиселинна последователност) може да промени биологическите му свойства.

Естествената функция на PrP в клетката все още не е известна напълно. Нокаутите при мишки практически не оказват никакъв ефект върху организма.

Източници[редактиране | edit source]

  1. Unraveling prion strains with cell biology and organic chemistry - Aguzzi 105 (1): 11 - Proceedings of the National Academy of Sciences
  2. Prusiner SB. Prions. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 (23). 1998. DOI:10.1073/pnas.95.23.13363. PMID 9811807. с. 13363-83.
  3. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1997. // NobelPrize.org. Посетен на 2007-05-11.
  4. Priola, Suzette A. и др. A View from the Top--Prion Diseases from 10,000 Feet. // Science 300 (5621). 2003. с. 917-919.
  5. Conversion of alpha-helices into beta-sheets features in the formation of scrapie prion protein. // PNAS USA 90 (23). 1993 December 1. с. 10962-6.

Външни препратки[редактиране | edit source]