88) Штамове різноманіття пріонів. Механізми пріонного переходу.

Пріони – це білкові інфекційні агенти паличкоподібної форми довжиною 100-200нм і діаметром 10-20 нм, які скл. з приблизно 1000однакових молекул низькомолекулярного білка (PrP:1)нормальний або клітинний-PrP^c 2)аномальний або інфекційний- PrP^Sc).У складі пріонів нема нуклеїнових кислот.

Ген пріона знаходиться в геномі клітин ссавців і продукує нормальну форму білка, що синтезується в багатьох органах і тканинах, але найбільше у ЦНС. PrP^c утворюється на жорстких мембранах ендоплазматичної сітки і транспортується в секреторних везикулах на поверхню плазма леми клітини. Під час транспортування відбувається його процесинг. Нормальний пріонний білок має важливе значення для життєздатності організму. Він буре участь у проведенні нервових імпульсів та відіграє роль у циркадних ритмах, регулюючи добові цикли активності та спокою.

Механізм конверсії PrP^c у PrP^Sc: 1)формується комплекс PrP^c -PrP^Sc, до якого приєднюєтьсяневідомий білок, який функціонує як шаперон і бере участь у перетворенні альфа-спіралі у бета-складчасті структури;2)утворений PrP^Sc з’єднюється з наступною молекулою PrP^c і перетворює її в інфекційну лізоформу. Оскільки в заражених клітинах швидкість синтезу PrP^c не змінюється, відбувається ланцюгова реакція, нагромадження PrP^Sc, який спричиняє дистрофічні зміни і загибель клітини.

Пріони об’єднюють в групу підгострих трансмісивних губкоподібних енцефалопатій. Група скл. з збудників хвороб людини (куру, хвороба Крейтцфельдта-Якоба, синдрому Герстмана –Щтрейслера, аміотрофічного лейкоспонгіозу, хвороби М’ютча) та шести хворіб тварин (скрейпі овець, губкоподібної енцефалопатії корів, трансмісивної енцефалопатії норок, оленів і лосів, губкоподібної енцифлопатії зоопаркових копитних, котячих).

89. Пріони нижчих еукаріот.

Пріони (від англ. proteinaceous infectious particles — білкові заразні частинки) — особливий клас інфекційних агентів, чисто білкових (тобто таких, що не містять нуклеїнових кислот), що викликають важкі захворювання центральної нервової системи у людей і ряду вищих тварин(т.зв. «повільні інфекції»).

Пріоний білок має аномальну тривимірну структуру і здатний прямо каталізувати структурне перетворення гомологічного йому нормального клітинного білка в собі подібний (пріонний), приєднуючись до білка-мішені і змінюючи його конформацію. Як правило, пріонний стан білка характеризується переходом α-спіралей білка в β-складчатість.

Пріони нижчих еукаріот:

Пріони-подібні білки знайдені в природних популяціях дріжджів та інших мікроміцетів. Незважаючи на те, що пріони дріжджів були виявлені значно пізніше, ніж пріони і амілоїди вищих організмів, дріжджові пріони зараз у багатьох відносинах вивчені краще, ніж пріони тварин. Це пов'язано із зручністю вивчення фундаментальних властивостей пріонів і амілоїдів нижчих еукаріот.

Паралельно з розвитком уявлень про пріонну природу різних нейродегенеративних захворювань людини і тварин накопичувалися все нові дані про подібний феномен в зовсім іншій області досліджень - дріжджовий генетиці. У дріжджів Saccharomyces cerevisiae виявлений ряд пріонних білків, з яких найкраще досліджені Sup35 , Ure2 і Rnq1, що відповідають детермінантам [PSI +], [URE3 ] та [PIN +] .

У 1994 р. Рід Уікнер висловив гіпотезу, яка пояснює експериментальні дані, що накопичилися до цього часу (Wickner, 1994). Вона пов'язує ці детермінанти з існуванням певних білків у клітині, які за своїми властивостями нагадують пріони ссавців. Уікнер запропонував генетичні критерії оцінки їх пріонної природи:

- Оборотність втрати і здатність виникнення de novo;

- Збільшення частоти виникнення пріону заново при його надекспресії;

- Наявність гену пріонного білка дикого типу в геномі;

- Не Менделівский тип спадкування.

Дослідження пріонів дріжджів підтвердили гіпотезу про те, що перетворення білків у пріонний стан залежить тільки від білків. Було показано, що пріони, екстраговані з клітин, можуть служити «зерном» утворення пріонів у пробірці. Один із найкраще вивчених білків, схильних до утворення пріонів у дріжджів – фактор термінації трансляції, який утворює так названі PSI-клітини. Такі клітини мають змінений фізіологічний стан і змінений рівень експресії деяких генів, що дозволило висунути гіпотезу про те, що у дріжджів утворення пріонів може грати адаптативну роль.

Значення пріонів нижчих еукаріот: Ключовими перевагами S.cerevisiae, в якості модельного об'єкту для вивчення пріонів є як їх безпечність та доступність, так і прекрасно розроблені молекулярно-генетичні методи дослідження. Дріжджі використовувалися для перевірки пріонних і амілоїдних властивостей деяких білків тварин, і були отримані переконливі докази білкової природи інфекційності пріонів. Моделювання на дріжджах полімеризації пептиду Альцгеймера і поліглутамінових білків є зручним інструментом для виявлення клітинних факторів, що беруть участь у відповідних амілоїдозах.