体外合成朊病毒的研究进展

朊蛋白疾病是人类和动物中枢神经变性的神经退行性疾病,严重威胁人类的健康。朊病毒(Prion)引发疾病的致病机理尚未十分清楚,常采用体外合成Prion的方法研究其致病机理,但体外研究朊蛋白的主要困难在于建立一个合适的系统模拟体内环境,以便研究正常朊蛋白转化为致病性朊病毒的发病机制。综述了无细胞转化分析,细胞裂解液转化分析,蛋白质错折叠循环扩增,自催化转化分析等至今普遍采用的几种Prion体外合成方法,并讨论了这些方法是否适合用于模拟Prion在体内合成并聚集的过程,为研究朊病毒疾病提供了丰富的研究资源,为深入研究朊蛋白致病性转化提供参考。     

Prion感染的遗传学

虽然引起疯痒病和人类几种传染性神经衰退症的感染性Prion在许多方面类似于病毒,但分子和遗传分析表明Prion与病毒在结构和发病机制上有着基本的区别。在感染性Prion的制备过程中,鉴定出的唯一大分子物质是Prion蛋白的一种疾病特异性的同功体,且这种大分子物质是由寄主基因编码的。越来越多的资料支持这种论点,即Prion感染是一种新奇的宿主一病原物的相互作用。疯痒病是在绵羊和山羊中不易觉察的,自然发生的一种疾病,它导致中枢神经系统     

朊蛋白与信号蛋白14-3-3β的相互作用研究

为进一步确定PrP蛋白与14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用并确定PrP蛋白与14-3-3蛋白相互作用的区域,利用免疫共沉淀、pull down和能量共振转移(FRET)实验检测PrP蛋白与人14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用及相互作用的部位。结果证明,PrP蛋白与人14-3-3蛋白在体外、组织水平及细胞水平均可以发生相互作用,且证实作用的部位在PrP蛋白的106-126位氨基酸。该结果为进一步研究14-3-3蛋白在Prion疾病中的影响及Prion疾病的发病机制奠定了一定基础。     

Prion疾病和“protein only”假说

Prion病是指一类由蛋白质错误折叠导致的具有传染性的疾病.人类的纹状体脊髓变性病、库鲁病、脑软化病,和致死的家族性失眠症以及动物的羊瘙痒病和牛海绵状脑炎即疯牛病,都是致死性的神经退行性疾病,它们都属于传染性海绵状脑炎,统称Prion病.PrP^C是Prion蛋白在细胞内的正常形式,PrP^Sc是其致病形式.根据“protein only”假说,PrP^C向PrP^Sc的转化是致病的关键步骤.简要介绍了PrP蛋白的结构特征、PrP^C向PrP^Sc转化的可能机制、影响PrP^C向PrP^Sc转化的重要因素和PrP在细胞内的生物学过程等方面的研究进展,讨论了Prion疾病的诊断和治疗方法.     

Prion名词的争议

Prion是protein和infection的缩写,是一种蛋白质侵染因子,引发致命性的脑病如人克雅病、疯牛病等,它与类病毒不同的是纯由蛋白质因子组成而不含有核酸。也就是说,尽管此病原不含核酸,但仅是蛋白质分子即可引发疾病,故称之为朊病毒（Prion）,它是一种科技创新的内含,这种蛋白质侵染因子（Prion）可被蛋白酶完全分解。Prion在我国最早音译叫普里昂,后科技名词委员会有关病毒学专家研究,将其译为朊病毒,而后多年引发争论不止。其实,普里昂和朊病毒均可,不用另立新词如朊粒等等。不过要特别提醒的是,不要把“朊”写成“肮”,在我国有些工具书如英汉生物学词典等将Prion译成中文名为肮病毒,朊与肮在汉字中是否通用,未做研究。     

与朊毒体相关的鱼类朊蛋白研究概况

疯牛病(mad cow disease),即牛传染性海绵状脑病(bovine transmissible spongiform encephalopathy,BSE)的俗称,是一种慢性消耗性、致死性、中枢神经系统退行性疾病。疯牛病被认为与朊毒体(Prion)有关,朊毒体是由正常朊蛋白(Prion protein,或者PrPC)发生构象改变后形成的异常蛋白(PrPSc)。疯牛病的发生引起了世界各国政府和科学界的高度重视,PrP的起源及其功能研究已成为研究热点。鱼类PrP相关蛋白的研究正在展开中,由于鱼类PrP相关蛋白与朊蛋白的结构相似,鱼类感染TSE类似病存在理论上的风险。本文全面地综述了疯牛病的概况、朊毒体的特性、朊毒体与哺乳动物朊蛋白、鱼类PrP相关蛋白(PrP1、PrP2和PrP3)及鱼类其他PrP相关蛋白的研究情况,为国内水生动物PrP相关蛋白研究提供参考。     

Doppel蛋白及其对动物生殖的影响

Doppel(简称Dpl)是新发现的一种糖基磷脂酰肌醇锚定(GPI)结构糖蛋白, 在结构上与朊蛋白(Prion protein, PrP)相似, 其编码基因位于朊蛋白编码基因(Prion protein gene, PRNP)下游, 但在生理功能上两者差异较大。Dpl蛋白在成年动物体内的表达主要集中在睾丸组织, 对雄性动物精子完整性、活力以及维持正常受精能力等生殖功能具有重要作用。以下主要综述了Dpl蛋白的生物学特征、生理功能以及对雄性动物生殖调控的影响, 旨在为Dpl蛋白的功能研究和雄性动物生殖调控研究提供理论参考。     

羊搔痒症病因研究的新进展

羊搔痒症(Scrapie)是羊的一种中枢神经系统慢性传染病,与人的震颤病(Kuru)、克-雅氏病(Cr-eutzteld-Jacob disease类似)。最早的发病可追溯到十八世纪的英格兰,但病因至今未搞清。对病因曾有过多种假说,较有影响和代表性的有3种: 1.Prion(Proteinaceous infection particle,传染性蛋白颗粒)说,由Prusiner等人(1982)提出。认为本病的病原体是Prion,一种不含或仅含极少量核酸的蛋白质,通过反转译,进行蛋白指导蛋白     

PrP及其缺失突变体与微管蛋白的体外相互作用的初步研究

为了进一步确定PrP蛋白与微管蛋白是否发生分子间相互作用以及PrP蛋白多肽链中与微管蛋白相互作用的区域,我们表达纯化了全长的PrP以及PrP蛋白缺失突变体,提取了兔脑组织中天然微管蛋白。利用pull-down及免疫共沉淀方法检测全长PrP及PrP蛋白缺失突变体与微管蛋白是否发生分子间相互作用。结果显示,全长His-PrP23-231能与微管蛋白发生体外相互作用,并首次证实了PrP与微管蛋白相互作用的区域位于PrP N端第23位至91位氨基酸。此研究为进一步研究PrP在神经细胞的主动转运机制以及Prion疾病的发病机制提供了一定的理论基础。     

疯牛病研究进展

近年来,英国疯牛病成为国内外新闻媒体关注的焦点,它不仅给英国养牛业造成了巨大的经济损失,同时也引起了世界各国政府及农业主管部门的高度重视,疯牛病是对牛海绵状脑病（Bovine Spongiform Encephalopathy BSE)的俗称,它是一种慢性,具有传染性的致死性中枢神经系统疾病,该病临床和组织学病理学特征是病畜神经失常,共济失调,感觉过敏和中枢神经系统灰质空泡化,疯牛病被认为与朊病毒（Prion)有关,因此与克-雅氏病,羊痒病等一起被统称为朊病毒病,朊病毒病是由正常朊病毒蛋白（PrPC)发生蛋白折叠错误变成异常朊病毒蛋白（PrPSC)引起的,BSE主要发生于以英国为中心的欧洲各国家和地区,各国采取了一系列的措施,防制BSE危害人类健康,中国至今尚无疯牛病发生。     

医源性克-雅病

克-雅病(Creatzfelds-JakobdiseaseCJD)是一种传染性海绵状脑病(Transmissiblespongiformencephalopathies,TSE)。TSE是一类人和动物的以慢性中枢神经系统退行性变为特征的疾病,其病因一直不明。美国加州大学旧金山医学院的Prusiner教授经过多年研究,指出CJD的病原因子是一种不同与细菌、病毒、真菌和寄生虫等微生物的新的致病蛋白质因子(proteinaceousinfectiousparticle),并构建了Prion一词。目前认为,Prion是所有TSE的病原因子。由于在CJD研究中所作出的杰出贡献,Prusiner教授于1997年获得了当年的诺贝尔生理学和医学奖。本文…     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(2)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(7)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(6)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(9)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(10)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(3)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的??折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(4)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloido-sis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(5)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。     

传染性蛋白的“负面”和“正面”(8)

蛋白质是生命活动的执行者,除了催化数千种化学反应,蛋白质还在生物的身体结构、信息传递、生物防卫等方面起不可或缺的作用。不同的生理功能不仅需要不同的蛋白质,还需要蛋白质分子形成各自的结构和形状。而蛋白质分子是由不分支的肽链组成的,从新合成的肽链到具有特定三维结构和有生理功能的蛋白质,需要复杂精细的肽链折叠过程。由于各种折叠方式之间的能量差别甚小,许多因素,包括自身浓度的变化、分子中一部分肽链缺失或者延长、基因突变引起的氨基酸残基改变、环境中酸碱度改变、离子浓度变化、周围的分子环境变化等,都能使肽链的折叠方式发生改变。肽链折叠方式改变的后果之一,就是形成特殊的β-折叠:肽链中彼此平行而又方向相反的区段以氢键联系,形成片状结构,多个分子的这种片状结构还能逐层叠加,形成纤维状的聚合物。不仅如此,这样的"异常"结构还会使"正常"的蛋白也改变折叠方式,变成和自己一样的结构,因此这些"异常"结构的蛋白质具有"传染性",即能复制自己的结构,统称"传染性蛋白",词源是从英文的Prion一词意译而来。在许多情况下,这种"折叠错误"的蛋白会丧失原有的生理功能,且其聚合物对细胞有害,引起疾病,包括疯牛病、痒羊病(Scrapie)、人类的克-雅氏病、老年痴呆、帕金森氏症、杭廷顿氏症等中枢神经系统病症。除了这些疾病,折叠错误的蛋白还可沉积在身体各处,引起各种"淀粉样变性病"(Amyloidosis)。另一方面,Prion型的蛋白由于其稳定性和特殊结构,又可获得新的生理功能,在生物材料的建造,物质储存、作为黑色素和牙釉质合成时的模板、动物的长期记忆,以及免疫系统的信息传输中发挥重要作用,即一些传染性蛋白也能发挥正常的、甚至不可替代的生理功能。本文以3个部分分别介绍传染性蛋白被发现的历史和形成机制、传染性蛋白所引起的疾病(负面),以及传染性蛋白执行的正常生理功能(正面)。