Самый опасный белок: что нужно знать о прионах прямо сейчас

Фoтo: Nathaniel Tetteh / unsplash.com

Пoлeзнo знaть

17.11.2017
2017-11-17

5126

0

Мaринa Лeвичeвa

Пo зaпрoсу «приoны» пoискoвик выдaeт oкoлo 300 000 стрaниц с зaгoлoвкaми, в кoтoрыx oни прeдстaют кaк «идeaльныe убийцы», «кнопка к бeссмeртию» или «сaмыe зaгaдoчныe мoлeкулы». Чтo тaкoe приoны нa сaмoм дeлe и пoчeму o ниx всe гoвoрят? Рaзбирaться будeм прямo сeйчaс.

Приoны (oт aнгл. protein — «бeлoк» и infection — «инфeкция») — этo бeлки с aнoмaльнoй трeтичнoй структурoй, признaнныe инфeкциoнными aгeнтaми. Oткрыл иx aмeрикaнский пeдиaтр и вирусолог Карлтон Гайдушек (Carleton Gajdusek), другой раз в 1950-х годах взялся за исследование природы загадочной болезни «куру» (в переводе: «познабливание»), поразившей народ форе в Новой Гвинее.

Не обращая внимания на то, что «прионами» белки назвали видимо-нев позже, в 1982 году, Гайдушек выяснил, чего заболевание с крайне странной симптоматикой — человека вдруг начинало трясти, причем с каждым денно все сильнее, пока не наступал парез и смерть — вызвано «латентным вирусом», некой патогенной частицей, непосредственно связанной с каннибализмом. Акт в том, что форе практиковали ритуальное шаманье соплеменников, а происходило это напрямик на поминках, поскольку они чистой) душой полагали, что с каждым кусочком постороннего мозга к тебе переходит клок его ума.

Но Карлтон Гайдушек не элементарно догадался, в чем проблема форе. Дьявол также предположил, что возбудителем скрейпи (почесухи) овец и «коровьего бешенства» (губчатой энцефалопатии большого рогатого скота) является по сей день та же частица измененной склад. А потому вполне заслуженно получил в 1976 году Нобелевскую премию «за открытия, касающиеся новых механизмов происхождения и распространения инфекционных заболеваний», разделив награду с Барухом Бламбергом (Baruch Blumberg), тогда же открывшим вирус гепатита В.

Следовательно, если упрощать, то прионы — сие варианты полезных белков, устраивание которых «запрограммировано» у нас в хромосоме 20, превратившиеся в патогенные молекулы в итоге изменения формы белка около том же химическом составе.

Больше подробно о прионах Scientific American поведали ученые, а мы резюмируем с целью вас самое интересное с их комментариев.

Сьюзан Линдквист (Susan Lindquist), передний исследователь Медицинского института Ховарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute):

«Прион» — сие термин, использующийся для описания загадочного инфекционного агента, ответственного за некоторое количество нейродегенеративных заболеваний у млекопитающих, подключая болезнь Крейтцфельдта-Якоба (CJD) у людей.

Срыв в изучении молекулы произошел тогда, когда исследователи обнаружили, сколько агент состоит в основном с белка, обнаруженного в мембранах стандартных клеток, но в этом случае гистон имеет измененную форму. Кое-какие ученые предположили, что анаморфический белок может связываться с другими белками такого же типа, побуждая их еще изменять свою конформацию, и изготовляя цепную реакцию, которая увеличивает болезнь и генерирует новый заразный материал.

С тех пор аллель этого белка успешно клонировали, дабы вести масштабные лабораторные изучения. В последнее время их численность увеличилось по нескольким факторам: во-первых, растущие экспериментальные талант вызывают все больший внимание к совершенно новому виду инфекции. Умереть и не встать-вторых, доказательства того, по какой причине прионы, вероятно, ответственны за «коровье гидрофобия», придает новую насущность поиску лекарств.

Мы с коллегами не эдак давно выяснили, что подобную на прионы природу имеют дрожжи. Однако, в случае дрожжей явление связано с передачей определенной генетической характеристики с материнских клеток к дочерним, а не с передачей инфекционного агента с одного человека к другому. Впрочем более подробные молекулярно-генетические изучения дрожжей в любом случае обязаны ускорить решение фундаментальных вопросов о прионных цепных реакциях».

Маркуха Роджерс (Mark Rogers), работник отдела зоологии в Университетском колледже Дублина (University College Dublin):

«Континуум «прион» был выдуман Стэнли Б. Прусинером из Медицинской школы Калифорнийского университета в Каноник-Франциско в 1982 году. Прионная догадка гласит, что причиной инфекции становится протамин, изменивший свою структуру, но каким образом некто это делает — до этих пор загадка. В настоящее пора ведется огромная работа объединение созданию структуры прионного белочка как в его нормальных, в такой степени и в аберрантных (отклоняющихся от нормы) формах.

К примеру, совсем недавно ученые разработали молекулярную образчик обоих вариантов и опубликовали работу, в коей описывают полную структуру прионных белков. Исхреначить это удалось с помощью бактерий E. Coli, измененных методами генной инженерии. Последующая работа с использованием магнитно-резонансной томографии и рентгеновской кристаллографии обязана помочь нам понять главные структурные элементы, которые дают возможность приону превращать нормальную клеточную форму в модифицирование, вызывающий заболевание».

Шон Хэфи (Shaun Heaphy), спец по микробиологии и иммунологии изо Университета Лестера (University of Leicester):

«Лавка смертельных нейродегенеративных заболеваний у людей, таких на правах болезнь Крейтцфельдта-Якоба, куру и паркинсонизм Герстмана-Штраусслера-Шейнкера (GSS), равно как полагают, вызван инфекционным агентом, популярным как прион. Прионы еще вызывают трансмиссивные губчатые энцефалопатии у различных животных. Хотя еще нет общепризнанного объяснения этой прионной головоломки, определительный прогресс достигнут. Теперь наш брат знаем, что нормальный клеточный протеиноид PrP, который встречается у каждого изо нас, вовлечен в распространение аналогичных заболеваний. Этот белок состоит приблизительно из 250 аминокислот.

Фаланга исследователей полагает, что прионы образуются, в отдельных случаях PrP ассоциируется с инородной патогенной нуклеиновой кислотой. Сие называется гипотезой вирионов (вирусных частиц). В помощь гипотезы вирионов говорило небытие различных штаммов прионов, коие вызывают различные же варианты болезни. Впрочем ученые не обнаружили никакой нуклеиновой кислоты, связанной с прионом, не обращая внимания на интенсивные усилия и опыты в лабораториях по всему миру. Помимо того, прионы, по-видимому, остаются инфекционными аж после воздействия лечения, призванного упразднить нуклеиновые кислоты.

Это подтверждение привело к принятой сегодня теории прионов, в коей говорится, что клеточный протеин PrP является единственным возбудителем прионных заболеваний, а нуклеиновая кислота в процессе не участвует. Построение утверждает, что PrP обычно располагаться в устойчивой форме (pN), которая не вызывает болезни.

Впрочем белок может принять аномальную форму (pD), которая и инициирует заболевание. pD является инфекционным, так как он может связываться с pN и исправлять его в pD в экспоненциальном процессе, идеже каждый pD может конвертировать безвыездно больше pN в pD.

Прионы, вероятно, имеют все шансы передаваться через пищу и, само собой разумеется, путем введения их или непосредственно в мозг, либо подина кожу и в мышечную ткань. Порой прионные заболевания возникают в старости, после-видимому, потому что есть очень небольшая, но действительная вероятность того, что pN может внезапно переключиться на pD, и вероятность такого переключения растет с годами. Наследуемые случаи болезней имеют все шансы быть результатом мутаций в гене PrP, яко приводит к изменениям в аминокислотной последовательности летяга, увеличивающим вероятность превращения pN в pD.

Прионная суждение не была признана безусловно правильной, но многие подтверждения свидетельствуют в ее пользу. Наша сестра еще не знаем, отчего pD-структура приона приводит к нейродегенерации, но ты да я точно знаем, например, будто прионный белок накапливается в текстильные изделия мозга, способствуя апоптозу (программируемой гибели клеток)».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2 × два =