Jellemző prionok, szerkezet, funkciók, betegségek



az prionok ezek fehérjék, amelyek nem tartalmaznak gént vagy nukleinsavakat, amelyek fertőző ágensként hatnak. A "prion" kifejezés a fehérje alakú fertőző részecskéket jelenti (az angol fehérje fertőző részecskékből), amelyet a neurológus és a Nobel-díjas, Stanley B. Prusiner nyert..

1982-ben Prusiner és munkatársai fertőző fehérje-részecskéket azonosítottak, miközben tanulmányozták a Creutzfeldt-Jakob-betegségek (emberekben) és a szarvasmarha-szivacsos agyvelőbántalmak okát..

Ezek a ritka fertőző ágensek a normális sejtek membránjában találhatók, csak rosszul elrendezett fehérjékként és / vagy abnormális háromdimenziós szerkezettel. Ezek a fehérjék felelősek a többszörös degeneratív betegségekért és nagyon magas halálozási arányért, amelyek befolyásolják az idegszöveteket és az agy szerkezetét.

Ezeket prion betegségeknek is nevezik. Az embereket érintő legfontosabbak közül a Gerstmann-Sträussler-Scheinker-betegség, a Creutzfeldt-Jakob-szindróma és a halálos családias álmatlanság..

index

  • 1 Általános jellemzők
  • 2 Szerkezetek
    • 2.1 PrP (C)
    • 2.2 PrP (Sc)
  • 3 Funkciók
    • 3.1 Metabotróp glutamát receptorokkal
    • 3.2 Az embrió fejlődésében
    • 3.3 Neuroprotektor
    • 3.4 Perifériás idegrendszer
    • 3.5 Cellahalál
    • 3.6 Hosszú távú memória
    • 3.7 Az őssejt-megújulás
  • 4 Prionok által okozott betegségek
    • 4.1 Creutzfeldt-Jakob-betegség (CJD)
    • 4.2 Gerstmann-Sträussler-Scheinker-betegség
    • 4.3 Prionopátia, változó érzékenységgel a proteázokkal szemben
    • 4.4 Halálos álmatlanság
    • 4.5 Kuru
    • 4.6 Állatbetegségek
  • 5 Kezelések
  • 6 Megelőzés
  • 7 Referenciák

Általános jellemzők

A prionok a sejtmembránokban jelen lévő fehérjeszerkezetek. Ezeknek a fehérjéknek alakja vagy konformációja megváltozott [PrP (Sc)].

Ami a szaporodást illeti, a formák átalakításával érhető el, mint a scrapie-betegség esetében. Ebben a betegségben a prionok PrP (C) -et (zavartalan konformációjú prionfehérjéket) toboroznak a PrP (Sc) izoformára való átalakulás stimulálására..

Ez egy láncreakciót generál, amely a fertőző anyagot terjeszti, és így lehetővé teszi a betegség öntözését. Még mindig nem ismert, hogy ez az átalakítási folyamat történik.

Ezek a szokatlan fehérjék, amelyek képesek szaporodni, nem tartalmaznak nukleinsavakat. Ennek bizonyítéka, hogy ellenállnak a röntgensugárzásnak és az ultraibolya sugárzásnak. Ezek a szerek könnyen lebontják a nukleinsavakat.

A prionfehérjék, amelyekből prionok képződnek (PrP), nemcsak az emberekben, hanem más egészséges gerincesekben is megtalálhatók a szervezetben. Ezek a fehérjék általában ellenállnak a proteázoknak (a fehérjéket katalizáló enzimeknek)..

A prionfehérjék PrP (C), az emberi szervezetben a nem fertőző fehérje normális formájának hasznosságáról nagyon kevés ismert..

Egyes kutatók azonban kimutatták, hogy egerekben ezek a fehérjék aktiválják a myelin javulását a perifériás idegrendszer sejtjeiben. Azt is kimutatták, hogy ezek hiánya az ilyen idegsejtek demielinizációját okozza.

szerkezetek

A prionok szerkezetével kapcsolatos tudásunk elsősorban a baktériumon végzett kutatásban van Escherichia coli.

Az elvégzett vizsgálatok azt mutatják, hogy a PrP (C) (normál) és a PrP (Sc) (fertőző) polipeptidek azonosak az aminosav-összetételben, de ezek különböznek a 3D konformációban és ezek összecsukásában..

PrP (C)

Ezek a nem fertőző prionok emberekben 209 aminosavat tartalmaznak. Diszulfidkötéssel rendelkeznek. Szerkezete alfa-helikális, ami azt jelenti, hogy spirális alakú aminosavakat (alfa-hélixeket) és kevés lapos aminosavszálat (béta-lap) tartalmaz..

Ezt a fehérjét nem lehet centrifugálással elválasztani, ami azt jelenti, hogy nem üledékes. Könnyen emészthető a proteináz K nevű széles spektrumú szerin proteázzal.

PrP (Sc)

Ez egy fertőző fehérje, amely a PrP (C) -et fertőző PrP (Sc) izoformákká alakítja, és rendellenes konfigurációval vagy alakkal rendelkezik.

Nagyon kevés a 3D-s szerkezete, de ismert, hogy kevés helikális formájú és laposabb szálakkal vagy betákkal rendelkezik. Az izoformára való változás a prionbetegségek alapvető eseménye.

funkciók

A sejtprion fehérjék [Prp (C)] számos szerv és szövet sejtfelületén helyezkednek el. Nagyon keveset tudunk a prionok élettani funkcióiról a szervezetben. Ennek ellenére az egereken végzett tapasztalatok jelzik a lehetséges funkciókat, például:

Metabotróp glutamát receptorokkal

Kimutatták, hogy a PrP (C) glutamát receptorokkal (ionotróp és metabotróp) hat. A PrP (C) receptorként részt vesz az Aβ peptid szinaptotoxikus oligomerjeinek a sejtfelszínen..

Az embrió fejlődésében

A Murinae család egerekben felfedezték, hogy a PrP (C) prionfehérjék az implantáció után néhány nappal expresszálódnak, az embrionális fejlődésben.

Ez azt jelzi, hogy szerepet játszanak ezeknek a kis emlősöknek a fejlődésében. A kutatók szerint a neuritogenezis szabályozásával (a neuronok axonjainak és dendritjeinek előállításával) kapcsolatos szerepe.

Az axon növekedésre is hatással vannak. Ezek a prionfehérjék még a cerebelláris áramkör kialakulásában is részt vesznek. Ennek következtében úgy véljük, hogy a Pr pr (C) prionok hiánya késlelteti a rágcsálók motoros fejlődését..

neuroprotektív

A PrP (C) gének túlzott mértékű expressziója során végzett vizsgálatokban megállapították, hogy ezeknek a prionoknak a hiánya problémákat okoz az agy bizonyos részeinek vérellátásában (akut agyi ischaemia)..

Ez azt jelenti, hogy a prionfehérjék neuroprotektorként működnek. Továbbá kimutatták, hogy a PrP (C) túlexpressziója csökkentheti vagy javíthatja az ischaemia okozta elváltozásokat.

Perifériás idegrendszer

A Prp (C) fiziológiai funkcióját a perifériás myelin fenntartásában nemrégiben fedezték fel.

A laboratóriumi vizsgálat során kiderült, hogy a prionfehérje hiányában a laboratóriumi egerek ideghiányokat alakítottak ki, amelyek az agyból és a gerincvelőből származó információt mozgatnak, amit perifériás neuropathiának neveznek..

Sejthalál

Vannak olyan fehérjék, amelyek hasonlóak a prionokhoz, és ezek a test más részein találhatók, mint az agy.

Az ilyen fehérjék feladata a sejtpusztulás kezdeményezése, szabályozása és / vagy ellenőrzése, amikor a szervezetet támadják (például virionok), ezáltal megakadályozza a kórokozó terjedését..

Ezeknek a fehérjéknek ez a sajátos funkciója a kutatóknak arra gondolt, hogy gondolkodjanak a nem fertőző prionok lehetséges fontosságáról a kórokozók elleni küzdelemben.

Hosszú távú memória

Egy tanulmány, amelyet az USA-ban, Missouriban, a Stowers Institute-ben végeztek. kimutatták, hogy a PrP prionok szerepet játszhatnak a hosszú távú memória fenntartásában.

A tanulmány kimutatta, hogy bizonyos prionfehérjék szabályozhatók a hosszú távú memória fiziológiai funkcióinak fenntartásában.

Őssejt-megújulás

A vérszövet őssejtjeiben expresszált prionfehérjék vizsgálata során kiderült, hogy ezek az őssejtek (hematopoetikus) expresszálják a prionfehérjéket sejtmembránjukban. Úgy gondolják tehát, hogy részt vesznek a sejtek megújulásának komplex és nagyon fontos folyamatában.

Prionok által okozott betegségek

A prion eredetű patológiák progresszív degeneratív agyi rendellenességekként ismerhetők fel. Ők megtámadhatják a szarvasmarhákat, a szarvasokat, a karibut, a juhokat és az embereket is.

Ezeket a betegségeket a PrP (C) fehérjék szerkezetének megváltozása okozza, és ezek specifikus funkciói ma is bizonytalanok. A prion patológiák ismert ok nélkül jelentkezhetnek. Ezek öröklött genetikai eredetűek lehetnek, és fertőző-fertőző módon is továbbíthatók.

A prionok családi jellegű, szórványos és fertőző betegségeket okoznak. A családias prion betegségek azok, amelyek öröklődnek. A sporadikus patológiák a leggyakoribbak és ismert okok nélkül fordulnak elő.

A fertőző betegségeket ritkanak tekintik, az emberről emberre történő átvitel, az állattól az állatig, a személytől az állatig és fordítva. Az okok többszörösek, és a szennyezett húsfogyasztástól, a kannibalizmustól, a transzfúziótól a szennyezett sebészeti eszközök manipulációjáig terjednek..

A leggyakoribb prionbetegségek:

Creutzfeldt-Jakob-betegség (CJD)

Az emberek körében a leggyakoribb prionbetegség a kozmopolita patológia, azaz a globális eloszlás. Előfordulhat örökletes (családi), szórványos vagy fertőző módon.

A betegeknek olyan tünetei vannak, mint a demencia, a rángatózó vagy a hirtelen akaratlan mozgások és a központi idegrendszer hiányosságai.

A betegség kezelésétől és formájától függően a betegség megszerzése után 4 hónap és 2 év között lehet halál. A diagnózist nehéz megtenni, általában megtörténik post morten, a boncolás alatt.

Gerstmann-Sträussler-Scheinker-betegség

Ez egy öröklődő vagy autoszomális domináns fertőző encephalikus folyamatban lévő prionok által okozott betegség. A betegség 40 és 60 év közötti emberekben jelentkezik.

Ezek az emberek problémákat mutatnak a szavak (dysarthria), rángatózó vagy hirtelen akaratlan mozdulatok megfogalmazásában, gyakori agresszivitás miatt.

Cerebelláris degeneráció bizonytalan járással együtt. Más tünetek között megfigyelhető a hyporeflexia, a süketség, a tekintet paralízis, a demencia is. A várható élettartam körülbelül 5 év vagy egy kicsit hosszabb.

Prionopátia változó érzékenységgel a proteázokkal szemben

Ez egy nagyon ritka betegség, olyan mértékben, hogy 100 millió lakosra vetítve 2–3 eset fordul elő. A patológia hasonló a Gerstmann-Sträussler-Scheinker-betegséghez.

A fehérje klinikai megnyilvánulásai a proteázokkal szembeni alacsony rezisztenciát jeleznek, némelyikük több és kevésbé érzékeny az enzimekre.

A betegek tünetei: beszéd és kognitív romlás, neuronok elvesztése azon a területen, ahol az agy ellenőrzi a mozgásokat és elvégzi az izom koordinációját.

A betegség gyakori a harmadik életkorú (70 éves) betegeknél, és a becsült élettartam körülbelül 20 hónap.

Halálos álmatlanság

Ez örökletes vagy családi betegség, esetenként is előfordulhat. Ismeretes, hogy a betegség örökletes vagy autoszomális domináns mutáció miatt van.

A betegek olyan tüneteket mutatnak, mint az alvási és alvási kumulatív problémák, a demencia, a kognitív romlás, még a magas vérnyomás, a tachycardia, a hyperhidrosis és más problémák..

Az életkora meglehetősen széles, mivel 23 és 73 év között van, de az átlagéletkor 40 év. A megfertőzött élet ideje alig több mint 6 év.

Kuru

Ezt a prionbetegséget csak Pápua Új-Guinea lakosaiban észlelték. Ez a betegség a kannibalizmushoz és a halálos gyász rituáléjának kulturális hagyományához kapcsolódik, ahol ezek az emberek enni vagy emberi testet fogyasztanak.

Azok a személyek, akik a betegséget hordozzák, általában a test különböző részein ellenőrizhetetlen és akaratlan mozdulatokat mutatnak.

A tremorok, a mozgásszabályozás elvesztése és az izom összehangolásának elvesztése. A fertőzött emberek várható élettartama két év.

Betegségek állatokban

Az állatok prionjai által termelt patológiák között a szarvasmarha-szivacsos agyvelőbántalom. Ez a betegség pusztítást okozott Európában, a közegészségügy, az állategészségügy és az érintett országok gazdasága.

Az állatok egyéb betegségei a scrapie, a transzmissziós nyirok encephalopathia, a krónikus károsodás (szarvas) és a macska spongiform encephalopathia..

Ezeknek a betegségeknek, mint az emberekben előforduló betegségeknek, nincs hatékony kezelése, így a megelőzés elengedhetetlen, különösen az emberi fertőzések után, amelyek a fertőzött tehenek húsának fogyasztása következtében következtek be..

kezelések

Eddig nincs ismert gyógymód a prionbetegségekre. A kezelés tüneti. A pácienseknek tanácsos a palliatív ellátás megtervezése és a genetikai elemzés és a családtagok számára javasolt tanácsadás.

Számos gyógyszert teszteltek prionbetegségekben szenvedő betegeknél, mint például vírusellenes, daganatellenes, gyógyszerek olyan betegségekben, mint például a Parkinson-kór, az immunszuppresszió kezelésére, az antibiotikumokra, a gombaellenes szerekre, még az antidepresszánsokra is..

Jelenleg azonban nincs olyan bizonyíték, amely azt jelzi, hogy ezek némelyike ​​csökkenti a tüneteket vagy javítja a betegek túlélését.

megelőzés

A prionok ellenállnak a különböző fizikai és kémiai változásoknak. A szennyezett sebészeti eszközökkel rendelkező betegek szennyeződésének megakadályozására azonban különböző technikákat alkalmaznak.

A leggyakrabban használt technikák közé tartozik a berendezés sterilizálása autoklávban 132 ° C-on egy órán át, majd a műszereket nátrium-hidroxidba meríteni legalább egy órán át..

Másrészről az Egészségügyi Világszervezet (WHO) intézkedéseket dolgozott ki a prionbetegségek terjedésének megakadályozására. Ez a szervezet normákat állapít meg a tiltott vagy potenciálisan kockázatos szövetek kezelésére, mint például a szem, az agy, a bél, a mandulák és a gerincvelő..

referenciák

  1. Prion, fertőző ügynök. A britannica.com-ból visszanyert.
  2. Mi az a prion? Visszanyerve a Scientificamerican.com webhelyről.
  3. P.C. Kalikiri, R.G. Sachan. 2003. Prions - fehérje fertőző részecskék. Journal, Indiai Klinikai Orvostudományi Akadémia.
  4. Prion. A (z) en.wikipedia.org webhelyről származik
  5. K. M. Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, R.J. Fletterick, F.E. Cohen (1993). Az alfa-hélixek béta-lapokká történő átalakítása a scrapie prionfehérjék kialakulásában rejlik. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának eljárása.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore és A. Aguzzic (2017). A sejtes prionfehérje biológiai funkciója: frissítés. BCM Biológia.
  7. DC Zhang, A.D. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). A prionfehérjét hosszú távú repopulációs hematopoietikus őssejtekben expresszálják, és fontos az önmegújulás szempontjából. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának eljárása.
  8. A prionok által előidézett betegségek áttekintése (fertőző szivacsos agyvelőbántalmak) Az msdmanuals.com-tól származnak.
  9. E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: prion encephalopathies. Családi gyógyászat. SEMERGEN.