Прионы

первые буквы  названия заболевания – "Sc" (scrapie).

      PrPC – неинфекционный прионный  белок, который носит наименование

"клеточный"  и в этом случае "С" –  начальная буква английского  слова cell

(клетка). Неинфекционный (клеточный) прионный белок является жизненно

необходимым белком, обнаруживаемым в организме всех млекопитающих, включая

и человека. Одной  из отличительных черт клеточного прионного  белка является

его высокая  чувствительность к переваривающему  действию протеазы К, под

действием которой PrPC полностью разрушается.

      PrP 27(30 – инфекционный прионный  белок, сохраняющийся в результате

переваривающего воздействия протеазы К на исходный инфекционный прионный

белок PrPSc. Его  молекулярная масса в результате гидролитического

воздействия протеазы К снижается лишь незначительно  и сохраняется на уровне

27–30 кДа.

      PRNP– ген, кодирующий синтез  клеточного прионного белка (PrPC в

организме человека, локализованный на хромосоме 20.

      Prnp – ген, кодирующий синтез  клеточного прионного белка (PrPC в

организме мыши, локализованный на хромосоме 2.

      Прионные палочки – белковые  структуры, выявляемые в мозговой  ткани

зараженных животных или человека и представляющие собой  главным образом или

исключительно агрегированные молекулы инфекционного прионного белка (PrP

27–30), сформированные  в результате экстракции детергентами  и ограниченного

протеолиза исходного  инфекционного прионного белка (PrPSc). Морфологически

и гистохимически прионные палочки неотличимы от многих амилоидных структур.

      PrP-амилоидные бляшки – амилоидные  бляшки, состоящие из прионного

белка, обнаруживаемые в мозговой ткани животных или  людей, погибших от

прионных болезней.

      Конформационные белки – белки,  у которых в результате изменений

третичной или даже четвертичной структуры меняются некоторые свойства. 

                         
 
 
 
 
 

  СТРУКТУРА  ПРИОННЫХ БЕЛКОВ 

      Установленные необычные свойства  возбудителей ТГЭ послужили основанием

для выдвижения большого количества разнообразных  теорий, пытающихся

объяснить структуру  и химическую природу этих агентов, многие из которых

теперь имеют  лишь историческое значение. Резкий скачок вперед в понимании

природы возбудителей ТГЭ был сделан в результате разработок эффективных

методов очистки  и концентрации агента скрепи. Существенный вклад в

разработку таких  методов внесла группа Стенли Прузинера  из Калифорнийского

университета (США). Разработанная им многоступенчатая система очистки

позволила получить препараты, очищенные в 100 – 1000 раз. На основании

изучения высокоочищенных  препаратов авторы пришли к выводу о том, что

возбудитель скрепи является белком. Этот вывод был  сделан в результате

анализа инактивации  агента при его обработке протеазой  К, модификации при

воздействии диэтилпирокарбонатом, додецилсульфатом натрия,

гуанидинтиоцианатом, фенолом и мочевиной. Агент оставался  устойчивым к

обработке рядом  реагентов, инактивирующих нуклеиновые  кислоты, что

указывало на их отсутствие в его составе. Изучение очищенного препарата

возбудителя скрепи показало, что он обладает молекулярной массой около или

меньше 50 000 Да.

      Следует отметить, что представление  о прионной природе возбудителя

скрепи, выдвинутое С.Прузинером, оказалось очень плодотворным и послужило

основанием для  более детального распознавания природы возбудителей ТГЭ. В

результате дальнейшей очистки приона было показано, что  его основным

компонентом является мажорный белок с молекулярной массой 27000 –  30000

Да, обозначаемый как РrР 27–30. Этот белок является составной частью скрепи-

ассоциированных фибрилл, причем получены структурные и биохимические

свидетельства того, что сборка этих фибрилл происходит in vivo, и изучены

некоторые молекулярные механизмы их образования. По своей  физико-химической

характеристике  РrР представляет собой сиалогликопротеин и является первым

идентифицированным  структурным компонентом приона скрепи. Появление РrР

27–30 на этапе  развития инфекции до развития  гистопатологических изменений

указывало на то, что этот белок не является вторичным  продуктом

патологической реакции. Был сделан вывод о том, что РrР 27–30 играет

центральную роль в патогенезе скрепи.

      При дальнейшем изучении прионов,  выделенных из головного мозга

зараженных скрепи животных, было выявлено наличие в  ЦНС частиц в виде

стержней диаметром 10 – 20 нм и длиной 100 – 200 нм. Ультраструктурно они

напоминали амилоид  и, по-видимому, представляли собой  полимерную форму

приона скрепи; каждый стержень содержал около 1000 молекул  приона. Был

проанализирован аминокислотный состав PrP 27–30 и определена

последовательность 15 аминокислотных остатков в его  полипептидной цепи. В

последующем из головного мозга зараженных скрепи хомяков был выделен

мажорный белок  с молекулярной массой 33–37 кДа, обозначенный как HaSp

33–37; его выделение  проводилось без этапа обработки протеазами. Обработка

HaSp 33–37 протеазой  К приводила к получению продукта, электрофоретически

неотличимого  от РrР 27–30. Была определена последовательность 22

аминокислотных  остатков HaSp 33–37. Авторы полагали, что HaSp 33–37

представляет  собой интактную форму белка возбудителя скрепи. Были изучены

также некоторые  другие характеристики прионов скрепи и болезни

Крейтцфельдта–Якоба. В частности, при изучении липосом  было подтверждено

предположение о том, что инфекционная частица  скрепи содержит 2 молекулы

PrPSc и показано  наличие вставок в ген приона  при семейных случаях болезни

Крейтцфельдта–Якоба и синдрома Герстманна–Штреусслера–Шейнкера.

      Важным шагом, имеющим как теоретическое,  так и методическое значение,

 было   получение   антител   при   использовании   в   качестве   антигенов

 высокоочищенных  прионов скрепи. В сыворотках  кроликов, иммунизированных РrР

27–30, определяли  антитела,  специфически  реагирующие   с  РrР  27–30  и  с

 несколькими  белками с более низкой молекулярной  массой, очевидно,  имеющими

 общую антигенную  детерминанту с РrР 27–30 или   являющимися  продуктами  его

 расщепления.    Полученные    антисыворотки    не    взаимодействовали    с

 соответствующими  белками,  выделенными  из  головного   мозга   нормальных

 незараженных животных. Используя полученную антисыворотку  с  пероксидазной

 меткой,  удалось   показать  локализацию  прионов   в  определенных   отделах

 головного  мозга зараженных животных. В   соответствии  с  ранее  полученными

 данными   структуры,   связанные   с   меченой   антисывороткой,   обладали

 характеристикой  амилоидных бляшек. Получение и  использование  антисыворотки

 к синтетическому  пептиду, соответствующему N-концевой  части приона  скрепи,

 позволили   провести  индикацию  белка   скрепи-ассоциированных   фибрилл   в

 головном  мозге, селезенке и лимфатических  узлах  зараженных  животных.  При

 этом положительные  результаты были получены на  ранних этапах инкубационного

 периода скрепи.

      Развитие представлений о прионной  природе возбудителя скрепи позволило

сделать еще  один решающий шаг в познании природы  этих необычных агентов. В

1985 г. группе  исследователей удалось выделить  и охарактеризовать ген,

кодирующий PrP 27–30. Оказалось, что этот ген содержится в ДНК, выделенной

из мозга как  скрепи-инфицированных, так и нормальных животных;

соответственно  м РНК для PrPC была обнаружена в  головном мозге и в других

тканях как  инфицированных скрепи, так и нормальных животных. Используя

соответствующую антисыворотку, удалось показать, что  в тканях незараженных

животных содержится белок, антигенно родственный PrP 27–30, но отличающийся

от него чувствительностью  к обработке протеазой К. Были получены

доказательства  того, что PrPC не кодируется гипотетической нуклеиновой

кислотой агента. Эта точка зрения поддерживается в работах R.M.Ridley,

H.F.Barker (1997). На  основе этих данных были изучены  биогенез и

трансмембранная ориентация клеточной изоформы белка  приона скрепи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                     ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИОНОВ 

      Физико-химические свойства прионных белков особенно интенсивно

изучались в  последние годы, в результате чего были сформированы

представления и получены новые данные о первичной, вторичной и третичной

структуре PrP. Так, при анализе первичной структуры PrPC различных видов

животных было выявлено, что 80% последовательностей PrPC у разных видов

животных были идентичными. Исключение составлял  куриный PrPC, где

идентичность  последовательностей по отношению  к другим видам составляла

всего 30%. Тем  не менее 24 аминокислотные последовательности,

располагающиеся между 112-м и 135-м аминокислотными  остатками, являются

высококонсервативными для всех видов млекопитающих, а  также кур. В

частности, было показано, что конверсия нормального  прионного белка PrPC в

его инфекционную форму (PrPSc) является посттрансляционным процессом.

Анализ вторичной  структуры PrPSc выявил, что этот переход  характеризуется

большими структурными изменениями самого приона. Продемонстрировано, что

PrPC содержит 42% (-спиралей  и почти не содержит (-тяжей (около 3%), в то

время как в  его инфекционной форме PrPSc выявляется 30% (-спиралей и 43% (-

тяжей. В экспериментальных  исследованиях было подтверждено, что  обработка

нормального PrPC реагентами, уменьшающими образование (-тяжей, также

приводит к уменьшению инфекционности приона; одновременно снижается и