【8.2】脘病毒

朊病毒是极微小的蛋白质微粒,类似于病毒,但不含核酸。与常规病毒一样,朊病毒有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性,但它比已知的最小的常规病毒还小得多(约30~50nm)。电镜下观察不到病毒粒子的结构,且不呈现免疫效应,不诱发干扰素产生,也不受干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变,最终不治而亡。1996年春天在英国蔓延的“疯牛病”,就是由朊病毒引起的。

1983年,一次有关植物和动物亚病毒病源的国际会议正式把朊病毒归入亚病毒范畴。对朊病毒的形成及其致病机制的研究已经成为当今分子生物学研究的一个重大课题。

朊病毒蛋白是生物体正常基因编码的产物,该基因位于人20号染色体的短臂,小鼠的2号染色体,基因产物PrPc(细胞型)。约253个氨基酸残基组成,大小为33~37kDa,二级结构主要是α螺旋(43%),β折叠比较少(3%)。细胞型PrPc不具有感染性和致病性,但是遗传突变可以产生传染型PrPsc,饮食、手术等原因接触到传染型PrPsc,也可以使正常的细胞型PrPc异构为传染型的PrPsc。传染型的PrPsc一级结构与细胞型PrPc相似,但二级结构有较大差异,含有34%的α螺旋和43%的β折叠。传染型的PrPsc因为结构特殊,无法被细胞内溶酶体中的蛋白酶分解,而在溶酶体中大量累积,最终涨破溶酶体,使其中的蛋白酶流出而对细胞造成破坏,使神经细胞大量死亡而产生海绵状空洞。

传染型PrPsc可以促使细胞型PrPc转化为PrPsc,实现自我复制,因此有人认为朊病毒是一类可以在宿主细胞内复制的蛋白质侵染因子,复制方式是从蛋白质到蛋白质,是对中心法则的又一次补充。因此蛋白质成为DNA、RNA以外的第三种遗传物质。对于这样的观点目前还存在很多的争议,需要更多的证据支持。

概况

  • 并不是真正的病毒(Not true viruses)
  • 是一种可致病的并具有传染性的错误折叠的蛋白质,与体内神经细胞内的一种蛋 白质在一级结构上完全相同,只是折叠不同(Is infectious disease-causing misfolded protein-PrPsc. It is identical to a protein-PrPc in sequence found in the neurons, but they are different in tertiary structure)
  • 可引起的疾病包括:疯牛病、羊瘙痒病、库鲁病和克雅氏病等(The diseases caused by prions: mad cow disease, scrapie, kulu and Creutzfeldt-Jakob disease)
  • 病症:运动控制缺失、失智症、麻痹、脑炎和脑组织出现海绵状空洞等(Symptoms: Loss of motor control, Dementia, Paralysis, Encephalitis, Widespread neuronal loss)
  • 感染途径(Ways of infection):
    1. 传染而来:食物、外科手术和角膜移植等。脑组织内源正确折叠的蛋白质PrPc (富含α螺旋)遇到外来错误折叠蛋白质PrPsc (富含β折叠),受到诱导,重新折 叠,仿佛是近墨者黑,折叠成富含β折叠的结构,随后聚集并导致神经元的死 亡。(Infectious: diet, surgical procedures, corneal transplants etc. Once PrPcs meet PrPscs, PrPcs are induced to refold into the misfolded state just like PrPsc and then aggregate ultimately leading to death of neurons)
    2. 遗传:常染色体显性(Hereditary: autosomal and dominant)

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
个人公众号,比较懒,很少更新,可以在上面提问题,如果回复不及时,可发邮件给我: tiehan@sina.cn

Sam avatar
About Sam
专注生物信息 专注转化医学