prion은 주로 단백질로 구성되어 있습니다 전염성 요원입니다. 지금까지 발견되었습니다 이러한 모든 요원이 잘못 접힌 단백질의 상태를 전달하여 전파하고, 단백질 자체는 스스로 복제하지 않고 프로세스는 호스트 유기체의 polypeptide의 존재에 따라 좌우됩니다. prion 단백질의 잘못 접힌 형태는 소 면상의 가축에 뇌증 (또한 "광우병"으로 알려진 BSE)과 크로이츠 펠트 - 야콥 병 (CJD)에 포함하여 포유류의 다양한 질환의 숫자에 연루되었습니다 인간. 모든 알려진 prion 질환은 뇌 또는 다른 신경 조직의 구조에 영향을, 모든 현재 치료 불가하고 항상 치명적입니다. 일반적인 사용법, prion은 감염의 이론적 단위를 말합니다. PrP SC는 아밀로이드 plaques와 neurodegeneration의 형성에 대한 책임 PrP의 misfolded 형태를 말합 동안 과학적 표기법에서 PrP C는, 조직의 다수에서 발견 prion 단백질의 내생 양식 (PrP)를 말합니다.
Prions는 비정상적 구조 형태로 단백질의 정상적인 분자를 변환할 수있는 구조로 비정상적으로 refolding에 의한 감염 및 전파 가상 있습니다. 모든 알려진 prions는 단백질이 단단히 포장 베타 시트로 구성된 집합으로 polymerises되는 아밀로이드 접어의 형성을 유도. 이 변경된 구조는 매우 안정되고 조직 손상과 세포 죽음을 초래 감염 조직에 축적. 이것은 안정성 prions이 입자의 처분과 억제가 어렵게 화학 및 물리적 에이전트에 의해 변성에 강한 것을 의미합니다.
prion 유형 동작을 보여주는 단백질 또한 포유류의 prions을 이해하는 데 도움이되었습니다 일부 진균류에서 찾을 수 있습니다. 곰팡이 prions 그러나, 자신의 호스트에 질병을 일으킬 표시하지 않고도 단백질 기반의 상속의 양식을 통해 진화의 이점을 부여 수 있습니다.
단어 prion과 함께 -에있는 단어 viri에 비유 추가한에서 단어 홍보 oteinaceous의 초기 문자에서 파생된 합성어이다 '' 내가 nfectious ''.
Prion 디스커버리
방사선 생물학 Tikvah Alper와 수학자 존 스탠리 그리피스는 일부 전도할 수있는 면상의 encephalopathies은 전적으로 단백질로 이루어진 감염 에이전트에 의해 발생되는 1960 년대 동안 가설을 개발했습니다. 이 이론은 질병 scrapie과 크로이츠 펠트 - 야콥 질환을 일으키는 신비 전염성 요원은 자외선 방사선 (UV 방사선 피해 핵산)를 반대하는 발견을 설명하기 위해 개발되었습니다. 프랜시스 크릭은 그의 "분자 생물학의 중앙 정설"의 Second Edition에서 scrapie 전파에 대한 그리피스 단백질 전용 가설의 잠재적인 중요성을 인정. RNA와 DNA에 단백질에서 단백질, 또는 단백질에서 시퀀스 정보의 흐름이 정설로 "배제"라고 주장하는 동안, 그는 (그것이 너무 그리피스에 의해 승진 아니었지만) 그리피스의 가설이 정설에 잠재적인 모순이라고 지적 . 개정된 "정설"이 책정되었다 때문에, 부분적으로, 하워드 Temin과 데이비드 볼티모어 (누가 1975 년에 노벨상을 수상)에 의해 리버스 녹음의 당시 최근의 발견, 단백질 전용 가설의 증거로 볼 수도를 수용하기 위해 미래의 노벨상 "에 있는지 내기".
그들은 2 년 Prusiner의 발표 이후 때까지 단백질을 분리 관리 몰랐지만 - 캘리포니아 대학의 스탠리 B. Prusiner는 그의 팀은 가상의 전염성 prion 투석을하고, 전염성 요원은 주로 특정 단백질로 구성되어되는 것을 1982 년에 발표했다.
Prusiner는 전염성이 에이전트의 이름으로 단어 "prion"를 만들어낸. 전염성 에이전트가 prion라는 동안이 단백질은 모두 전염성 및 비 전염성 형태로 발생할 수 있지만, prion이 구성된 것을 특정 단백질도, 홍보 이온 P rotein (PrP)로 알려져 있습니다. Prusiner는 prions으로 그의 연구를 위해 1997 년에 생리학 또는 의학에 노벨상을 수상했습니다.
Prion 구조
Isoforms
prions이 (PrP)의 만들어진 그 단백질은 신체 전반에 걸쳐, 심지어 건강한 사람과 동물에서 발견된다. 그러나, 감염 물질에서 발견 PrP는 다른 구조를 가지고 있으며 프로 테아제, 일반적으로 단백질 분해 수있는 본문에 효소에 저항력이있다. 감염 양식 PrP SC이라고하면서 단백질의 정상적인 형태는, PrP C라고합니다 - 'C'는 '셀룰러'또는 '일반적인'PrP를 말합 동안 'SC '''scrapie '을 말합니다, prion 질환이 양에서 발생. PrP C는 구조적으로 잘 정의되어 있지만, PrP SC 확실히 polydisperse하고 상대적으로 가난한 수준에서 정의됩니다. PrP는 다른 더 또는 덜 잘 정의된 체외에서 isoforms, 그리고 생체내에서 병원성있는 양식 (들)에 대한 그들의 관계에 접어로 유도 수 있습니다 아직 확실하지 않습니다.
PrP C
PrP C는 세포의 세포막에서 발견 정상적인 단백질이다. 그것은 209 아미노산 (인간) 하나의 이황화 결합, 35-36 kDa의 분자량과 주로 알파 - 나선형 구조를 가지고 있습니다. 여러 topological 형태가 존재, 한 셀 표면 양식 glycolipid 두 transmembrane 양식을 통해 정박. 그 기능은 조사 계속 복잡한 문제입니다. PrP C는 높은 친화력과 구리 (II) 이온을 바인딩합니다. 이 발견의 의미는 분명 아니지만, 그것은 아마도 구조 또는 기능을 PrP와 관련이 있습니다. PrP C는 쉽게 proteinase K에 의해 소화되고 glycophosphatidylinositol (GPI) glycolipid 앵커를 클리브 효소 포스 포 라이 페이스 phosphoinositide C (PI - PLC)에 의해 체외에서 세포 표면에서 해방 될 수 있습니다. PrP는 생체내의 ''에서 세포 세포 접착과 세포 신호 ''에서 중요한 역할을하는 것으로보고되었습니다, 따라서 두뇌 세포 세포 통신에 관여 수 있습니다.
PrP SC
PrP SC로 알려진 PrP의 전염성 이소형은 자신의 형태 또는 모양을 변경하여 전염성 이소형에 정상적인 PrP C 단백질을 변환할 수 있습니다, 이것은, 차례로, 단백질은 상호 방법을 바꿀지도 모르겠어.
PrP SC의 정확한 3 차원 구조가 알려진 것은 아니지만, 그것은 일반 α - 나선 구조 대신에 β - 시트 구조의 높은 비율 있습니다. 이러한 비정상 isoforms의 집합체가 plaques을 형성 축적 고도로 구조화된 아밀로이드 섬유를 형성하고 있습니다. 각 섬유의 종말은 무료 단백질 분자는 섬유가 성장할 수 있도록 첨부 수도에 템플릿 역할을합니다. 전염성 PrP SC에 동일한 아미노산 서열에서만 PrP 분자는 성장 섬유에 포함됩니다.
Prion 기능
그것은 prions으로 인한 neurodegeneration는 PrP의 비정상적인 기능과 관련이있을 수 있습니다 제안되었습니다. 그러나, prion 단백질의 생리 기능은 논란이 문제가 남아있다. 체외 실험에서 데이터가 많은 ...와 비슷하지 않은 역할을 제안 있지만 이들 동물은 사소한 이상을 전시하기 때문에, PrP의 녹아웃 마우스에 대한 연구는 제한된 정보를 제공합니다.
PrP와 장기 기억
PrP가 장기 기억의 유지 관리에 정상적인 기능을 할 수 있습니다 증거가있다. Maglio와 동료는 정상 세포의 PrP 단백질에 대한 유전자없이 쥐가 hippocampal 장기 potentiation를 변경하는 것으로 나타났습니다.
PrP와 줄기 세포 갱신
바이오 메디컬 연구에 대한 화이트 헤드 연구소에서 2006 문서는 줄기 세포에서 PrP 표현 골수의 유기체의 자기 갱신에 필요한 나타냅니다. 연구는 모든 장기 조혈 줄기 세포들이 세포막과 PrP - NULL 줄기 세포와 조혈 조직은 세포 고갈로 증가 감도를 전시되는 PrP을 표명 것으로 나타났다.
Prion 질환
Prions는 정상적인 조직 구조를 혼란 아밀로이드로 알려진 plaques을 형성하는 중추 신경계 내의 extracellularly 수렴하여 neurodegenerative 질병의 원인이됩니다. 이 장애는 뉴런의 공포 형성으로 인해 결과 해면 아키텍처와 조직에 "구멍"이 특징입니다. 다른 histological 변경 astrogliosis과 염증 반응의 부재를 포함합니다. prion 질환에 대한 잠복기는 일반적으로 상당히 긴 반면, 일단 증상이 질병은 뇌 손상 및 사망에 이르는, 빠르게 진행 나타납니다. Neurodegenerative 증상은 경련, 치매, 운동 실조증 (균형 및 조정 기능 장애) 및 행동이나 성격 변화를 포함할 수 있습니다.
모든 알려진 prion 질환, 집합이라는 '전도할 수있는 면상의 encephalopathies'(TSEs)은 치료 불가 및 치명적입니다. 예방 접종은 생쥐에서 개발되었습니다, 그러나, prion 감염에 저항하는 인간의 백신을 제공에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한, 2006 년 과학자들은 유전 prion 생산에 필요한 유전자를 부족한 가축을 설계했다고 발표 - 따라서 이론적으로 일반적으로 - 발생하는 prion 단백질을 부족 쥐가 scrapie의 prion 단백질에 의해 감염에 강한 것을 나타내는 연구에 건물, BSE에 면역이 만들기.
prion 단백질 (PrP)이 모든 포유류에서 매우 유사합니다와 같은 많은 다른 포유 동물 종은 prion 질환에 의해 영향을받을 수 있습니다. 종 사이의 PrP의 작은 차이로 인해 그것은 또 하나의 종 전송되는 prion 질환에 대한 이례적인합니다. 인간 prion 질환 '변종 크로이츠 펠트 - 야콥 질환'은 그러나, 소의 면상 뇌증의 원인 일반적으로 가축을 감염 prion에 의한 것으로 여겨지고 있으며 감염된 육류를 통해 전송됩니다.
다음과 같은 질병은 prions로 인해 발생합니다.
| 영향을받는 동물 (S) | 질병 | 작성된 속기 | 질병 이름 2 |
|---|
| 양 | Scrapie | | |
| 염소 |
| 가축 | 소의 면상 뇌증 | BSE | 광우병 |
| 사람의 | 크로이츠 펠트 - 야콥 병 | CJD |
| Kuru 현재 연구는 동물에 감염의 주요 방법은 섭취를 통해 것을 제안합니다. 그것은 prions는 죽은 동물의 유적을 통해 소변, 타액 및 기타 체액을 통해 환경에 침전 수라고 생각합니다. 그들은 다음 점토 및 기타 미네랄에 바인딩하여 토양 방에 있습니다. 불임화 핵산을 가진 전염성 입자들은 지속적으로 복제를 직접에 의존하고 있습니다. Prions 그러나, 단백질의 정상적인 버전에 그들의 효과에 의해 전염성이 있습니다. prions을 살균하는 것은 따라서 분자가 더 이상 정상 단백질의 이상 접힘을 유발 할 수없는 상태로 단백질의 변성을 포함한다. 자신의 감염이 같은 치료로 줄일 수 있지만 Prions은 일반적으로 프로 테아제, 열, 방사선 및 포르말린 치료에 매우 저항력 수 있습니다. 효과적인 prion의 오염 제거는 단백질 가수 분해하거나 축소 또는 단백질 삼차 구조의 파괴에 의존하고 있습니다. 예 표백제, 가성 소다, 그리고 LpH과 같은 강한 산성 세제가 포함되어 있습니다. 가압 증기 압력솥 18 분 134도 섭씨 (화씨 274)은 질병의 에이전트를 비활성화 충분하지 않을 수 있습니다. 오존 살균은 현재 prion의 변성 및 비활성화에 대한 잠재적인 방법으로 연구되고있다. 전염성 상태로 완전히 변성 prion의 Renaturation 아직 달성되지 않은, 그러나 부분적으로 변성 prions는 특정 조건 하에서 인공 infective 상태 renatured 수 있습니다. 세계 보건기구 (WHO)들은 prions으로 오염되지 않도록 모든 내열성 수술기구의 살균에 대해 다음과 같은 세 가지 절차 중 하나를 권장합니다 - clean;, 121에서 1N NaOH와 중력 - 변위 압력솥에 열을 ° 30 분 C가 들어있는 냄비에 빠져은 물에 씻어, 그리고 일상적인 살균 과정을 수행합니다.
- 1 시간 1N NaOH 또는 나트륨 차아 염소 산염에 빠져 (만 유효 염소 당 20,000 부품); 물이 전송 악기, 121에서 비중 - 변위 압력솥에 열을 ° 1 시간 동안 C, 깨끗한, 그리고하고 일상적인 살균 과정을 수행합니다.
- 1N NaOH 또는 나트륨 차아 염소 산염에 빠져 (만 유효 염소 당 20,000 부품) 1 시간, 제거하고 물에 씻어 후 (중력 - 변위 (121 ° C) 또는 다공성로드에서 열린 팬 및 열로 전송 134 ° C) 1 시간 압력솥, 깨끗한, 그리고하고 일상적인 살균 과정을 수행합니다.
토론 prions가 질병 또는 단지 다른 대리인에 의한 증상이 여전히 연구자의 소수에 의해 논쟁됩니다 원인 대리인 있는지 여부를 알려주시기 바랍니다. 다음 절에서는 여러 가지 주장 가설을 설명합니다. 원인으로 유전학 일반적인 단백질에 대한 유전자가 발견되었습니다 : '' '' PRNP 유전자 있습니다. prion 질병의 모든 상속 경우에는 '' '' PRNP 유전자의 돌연변이 있습니다. 다양한 'PRNP'돌연변이가 확인되었습니다 그것이 돌연변이가 아무 래도 이상 PrP SC 양식에 자발적으로 변화 PrP C가 더 높습하게 생각합니다. 이러한 변이는 유전자에 걸쳐 발생할 수 있습니다. 일부 변이는 PrP의 N - 터미널에서 octapeptide 반복 영역의 확장을 포함하고 있습니다. 상속 prion 질병의 원인으로 확인된 다른 돌연변이 위치 102, 117 및 198 (GSS), 178, 200, 210 및 232 (CJD) 및 178 (치명적인 가족의 불면증, FFI)에 발생합니다. prion 질병의 원인은 산발적 유전자 및 전염병, 또는 이러한 요소의 조합 수 있습니다. 예를 들어, scrapie을 위해, 전염성 요원과 취약 유전자형 모두 존재해야합니다. 다중 구성 요소 가설 2007 년 다트머스 대학에서 생화학 Surachai Supattapone와 그의 동료는 전염성 prions 투석을 생산 '' 드 노보 '정의 컴포넌트 (PrP C, 공동 정화 lipids, 그리고 합성 polyanionic 분자)에서. 이들 연구자들은 또한 prion 형성에 필요한 polyanionic 분자가 선택적으로 PrP 분자와 높은 친화 단지에 통합 것을 보여주었다 그들이 전염성 prions가 여러 호스트 PrP, 지질 및 polyanionic 분자를 포함하여 부품,보다는 구성되어있을 수 가설에 이르는 혼자 PrP SC. 중금속 중독의 가설 Autoclavure는 단백질과 유전 물질이 아니라 질병의 에이전트를 파괴합니다. 구리 이온에 바인딩 할 때 프로 테아제 방지 아밀로이드증 될 수있는 단백질은 초과 산화물 dismutase 활동을 얻을 수 있습니다. 마크 Purdey은 환경이나 동물 사료에 구리와 망간의 높은 농도의 낮은 농도는 질병으로 연결되는 아이디어를 지원하기 위해 역학을 제공하고 있습니다. 최근 보고서는 기본 메커니즘은 기존의 정보에 기초하여 설명하기 어렵습니다하지만, 뇌 금속 항상성의 불균형 PrP SC - 관련 neurotoxicity의 중요한 원인이 좋습니다. 제안된 가설은 기능성 금속 대사에서 PrP C에 대한 역할 및 뇌 금속 불균형의 원인으로 질병 관련 PrP SC 양식으로 집계로 인해이 기능의 손실을 포함합니다. 다른보기는 산화 환원 - 활성 PrP SC의 단지의 세대에 결과로 인해 집계 이내 PrP C - 관련 금속의 격리에 PrP SC에 의해 독성 함수의 이득을 제안한다. 다른 사람들이 아직 불분명하는 동안 일부 PrP C - 금속 상호 작용의 생리적 의미는 알려져 있습니다. PrP C - 금속 상호 작용의 병리 학적 의미는 PrP SC -와 같은 형태로 금속 유도 산화 손상, 그리고 PrP C의 일부 인스턴스의 전환이 포함됩니다. 바이러스 가설 단백질 전용 가설 데이트 증거의 간단한 설명은 바이러스성다는 생각이 사람들에 의해 비판을 받아왔다. 10 년 이상, 예일 대학 neuropathologist 로라 Manuelidis은 prion 질환은 미확인 "느린"바이러스에 의해 발생되는 대신 제안되었습니다. 2007 년 1 월, 그녀와 그녀의 동료들은 문화에 그들의 scrapie에 감염된 세포의 10 % 이하에서 바이러스를 발견했다고보고 기사를 발표했다. virion의 가설의 TSEs가 PrP에 바인딩된 복제할 정보 분자 (핵산 될 가능성이있는)에 의한 것을 말합니다. scrapie와 BSE, 구체적이고 뚜렷한 생물 학적 특성을 가진 쇼 종자, virion의 가설 느낌의 지지자가 prions에 의해 설명되지 않는 기능을 포함하여 많은 TSEs. 바이러스 가설에 찬성 증거가 포함됩니다 : - 스트레인 유사 : 수종 간의 prion의 감염, 부화, symptomology과 진행의 차이 특히 바이러스, RNA 바이러스 사이에 본 그 유사
- 긴 배양과 증상의 신속한 증상은 HIV - AIDS 유발 같은 일부 바이러스 감염을, 비슷한
- PrP의 구성에 나타나지 않는 바이러스 같은 입자는 scrapie 또는 CJD에 감염된 세포 라인의 세포의 일부에서 발견되었습니다. 및 부품 화학 반응을 정화에
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