Исследование динамики полимеризации прионных белков дрожжей in vivo методом полуденатурирующего электрофореза

• Автор: Александров, Илья Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с.

Феномен прионов относится к типу, так называемых, амилоидных белков, образующих фибриллярные агрегаты со специфической белковой укладкой. Похоже, что феномен прионов и амилоидов гораздо шире распространен в природе и играет существенно более важную роль у различных организмов, чем это предполагается на сегодняшний день. Поиск в банках генов выявляет значительное количество белков у различных организмов, структурно сходных с уже известными прионными белками у дрожжей. Это позволяет полагать, что белки, которые могут изменять свою конформацию и полимеризоваться, широко распространены и могут играть важную роль во внутриклеточной регуляции. Кроме того, до сих пор остается открытой проблема диагностики и лечения прионных болезней у человека и животных. Особое значение данная проблема получила в силу появившихся в последнее время сообщений о возможности передачи этих заболеваний от животных к человеку при употреблении больных животных в пищу. Также, сходство свойств дрожжевых прионов и амилоидов млекопитающих выводит актуальность исследований в этой области на передний план. Прионы это инфекционные агенты белковой природы. У человека и животных они вызывают неизлечимые нейродегенеративные заболевания. КрейцфельдаЯкоба БКЯ и синдром ГерстманаШтрауослераШейнкера ГШШ, а у животных скрэйпи овец и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота, называемая часто в средствах массовой информации коровьим бешенством. Эти заболевания сопровождаются морфологическими изменениями тканей мозга и появлением в них амилоидных бляшек, содержащих фибриллярные нерастворимые белковые агрегаты, которые и представляют собой инфекционное начало. Это придает им сходство с так называемыми амилоидными нейродегенеративиыми заболеваниями болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и др. Необходимо добавить, что почти все заболевания такого рода на данный момент неизлечимы и являются смертельными для человека. В шестидесятых годах, в основном в работах Гайдушека ОабиБек ейа1. Нобелевской премии, была показана инфекционная природа прионных заболеваний. Инфекционность прионных болезней в человеческой популяции была продемонстрирована на примере эпидемии куру. Эта болезнь развивалась у аборигенов Новой Гвинеи и была связана с ритуальным каннибализмом. Островитяне поедали мозг умерших родственников в знак уважения к ним. С прекращением этого обычая исчезла и эпидемия. В дальнейшем было показано, что ткань мозга людей, умерших от данной болезни, содержала инфекционное начало, способное заразить человекообразных обезьян ОасЙек е а. Эти и подобные им исследования позволили выделить новый класс инфекционных нейродегенеративных заболеваний человека и животных. Уникальная особенность описанных выше заболеваний состоит в том, что они могут возникать не только в результате инфекции известны спорадические и наследственные формы болезней причем независимо от происхождения заболевания оно может быть передано инфекционным путем. В году математик Гриффит ii, высказал предположение о том, что инфекционный агент имеет необычную природу не содержит никакого генетического материала, а представляет собой особую, измененную форму одного из клеточных белков, способную воспроизводить свои свойства за счет автокаталитического механизма. Последующие труды Стенли Прузинера i и других исследователей доказали справедливость этой гипотезы, и в году Прузинер получил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за открытие прионов нового биологического принципа инфекций. В году ему удалось выделить инфекционный агент скрэйпи и показать его белковую природу. При этом инфекционность была устойчивой к обработке нуклеазой, различными мутагенами ДНК и ультрафиолетовому облучению. Однако, она инактивировалась ггротеиназой К, мочевиной и другими хаотропными агентами, нарушающими структуру белков i . Прузинер назвал этот агент прионом i ii i, а белок i i. Очистка белка РгР позволила идентифицировать ген Ртр, кодирующий этот белок , . Было показано, что этот ген присутствует в геноме всех видов млекопитающих, а также у птиц. Нормальный РгР РгРс оказался мембранным белком, экспрессирующимся независимо от прионной инфекции.