Анормальные прионы
СТАЙЛАБ предлагает моноклональные антитела для исследования прионов иммунохимическими методами.
|
||||
Прионы – это белки с нестандартной структурой: их аминокислотный состав такой же, как у нормальных белков, однако они иначе сложены. У прионов значительно выше содержание β-тяжей – элементов вторичной структуры белка, представляющих собой несколько цепей, соединенных водородными связями. Такая структура белка значительно стабильнее нормальной и обуславливает устойчивость прионов к действию протеаз, радиации, ультрафиолету и др. Прионы не содержат ДНК или РНК, и действуют, обеспечивая переход гомологичных им нормальных белков в прионную форму, в которой они уже не могут выполнять свои нормальные функции. Это приводит к гибели клеток и отмиранию тканей, и в конечном итоге – к смерти.
Проявления прионных заболеваний сходны с симптомами болезни Альцгеймера, паркинсонизма и других амилоидных заболеваний. И в тех, и в других случаях нерастворимые белки накапливаются в клетках или в межклеточном пространстве. Это приводит к дегенерации нервной ткани и образованию в ней полостей. Ткань с полостями напоминает по виду губку, что и привело к появлению названия «губчатые энцефалопатии». Для прионных заболеваний характерны деменция (слабоумие), нарушения координации движений, слабость, мышечные спазмы, изменения поведения и личности и другие нарушения.
Прионные заболевания млекопитающих вызываются прионными формами белка PrP, который прикреплен к мембранам клеток центральной нервной системы. К таким болезням относятся трансмиссивные губчатые энцефалопатии, в том числе, «коровье бешенство» и «почесуха овец» (скрэйпи), а также заболевания человека, например, куру, болезнь Крейцфельдта-Якоба, фатальная семейная бессонница и синдром Герстмана-Штраусслера-Шейнкера. Кроме того, прионные заболевания выявлены у норок (трансмиссивная энцефалопатия норок), кошек (губчатая энцефалопатия кошачьих), мулов, оленей и лосей (хроническая слабость), антилоп и страусов. Длительность инкубационного периода этих заболеваний, скорость их развития и время жизни с ними зависят от количества приона, особенностей организма и присутствия в нем нормального белка. Если в организме отсутствует белок PrP, прион не может вызвать заболевание.
Различная последовательность аминокислот в исходном белке приводит к разнообразию штаммов прионов. Заболевания, вызываемые разными штаммами, различаются по симптомам и длительности развития. Некоторые прионные заболевания, например, «коровье бешенство» преодолели межвидовой барьер: этот же прион вызывает у человека – болезнь Крейцфельдта-Якоба. Прионные заболевания могут передаваться по наследству, возникать в результате мутаций или из-за спонтанного перехода белка в прионную форму, а также распространяться при попадании в организм прионов в ходе хирургического вмешательства или с пищей, особенно с фрагментами мозговой ткани. Прионы также распространяются с мясом и костной мукой. По некоторым данным, переносчиками приона, вызывающего скрэйпи у овец и коз, могут служить клещи.
В настоящее время все прионные заболевания неизлечимы. Это связано и с длительным периодом инкубации (от 4 до более чем 20 лет), и со стабильностью прионов. Они не разрушаются в ходе обычных дезинфекционных мер или при приготовлении пищи. Однако в 2011 году было опубликованы данные, согласно которым прион, вызывающий трансмиссивные губчатые энцефалопатии разрушается под действием особого фермента лишайников – сериновой протеазы.
Прионы есть не только у млекопитающих, но и у грибов, например, дрожжей Saccharomyces cerevisiae и плесени Podospora anserina. Прионы способствуют выживанию этих организмов в трудных условиях. Предполагается, что у них могут быть какие-либо полезные для носителей свойства. Прионы грибов не вызывают заболеваний у млекопитающих, в том числе, у человека.
В Евросоюзе, согласно Регуле Comission Regulation (EC) № 162/2009, необходимо проводить анализ животных тканей на губчатую энцефалопатию крупного рогатого скота, или BSE. Для этих исследований используют гистологические методы, а также электронную микроскопию и иммунохимические методы анализа, в том числе, вестерн-блот.
Литература
- Официальный сайт CDC
- Шкундина И. С., Тер-Аванесян М. Д. Прионы. Успехи биологической химии, т. 46, 2006, с. 3–423
- Carp RI, Meeker HC, Rubenstein R, Sigurdarson S, Papini M, Kascsak RJ, Kozlowski PB, Wisniewski HM. Characteristics of scrapie isolates derived from hay mites. J Neurovirol. 2000 Apr;6(2):137-44.
- Johnson CJ, Bennett JP, Biro SM, Duque-Velasquez JC, Rodriguez CM, Bessen RA, Rocke TE. Degradation of the disease-associated prion protein by a serine protease from lichens. PLoS One. 2011 May 11;6(5):e19836.
- McGovern G, Martin S, Jeffrey M, Dexter G, Hawkins SA, Bellworthy SJ, Thurston L, Algar L, González L. Minimum Effective Dose of Cattle and Sheep BSE for Oral Sheep Infection. PLoS One. 2016 Mar 11;11(3):e0151440.