Прионы оказались непохожими на свои синтетические аналоги

Американские ученые уточнили молекулярную структуру прионов и выяснили, что они отличаются от своих синтетических аналогов значительно сильнее, чем считалось до этого, сообщает ScienceDaily.

Прион – это инфекционный агент, который представляет собой аномальную модификацию амилоидного белка мембран нервных клеток под названием PrP (прионный белок), которая катализирует превращение нормальных молекул PrP в себе подобные. Нормальный белок называется PrP^C, а видоизмененный (прион) — PrP^Sc. В результате такого перерождения ткань мозга повреждается с образованием множества небольших полостей, из-за чего мозг больных напоминает губку.

Несколько аналогов прионов были синтезированы в экспериментальных целях генноинженерным методом, однако их инфекционные свойства оказались гораздо менее выраженными, чем у "натуральных прототипов". Причина этого была неясна, поскольку под электронным микроскопом природные и синтетические молекулы выглядели практически идентично.

Сотрудники лабораторий Стэнли Прузинера (Stanley Prusiner) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, открывшего прионы и получившего за это Нобелевскую премию, и профессора биологии Джеральда Стаббса (Gerald Stubbs) из Университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннеси, изучили структуру натуральных и искусственных прионных молекул с помощью дифракционной рентгенографии.

Выяснилось, что синтетические прионы по своей форме напоминают приставную лестницу. Натуральные молекулы имеют гораздо более сложную трехстороннюю цилиндрическую форму.

Поскольку биологические свойства белков напрямую зависят от их структуры, результаты исследования объясняют различия в инфекционных свойствах искусственных и природных молекул. Кроме того, они открывают путь к созданию более точных синтетических копий прионов, что поможет понять механизмы их действия в организме человека и, возможно, найти лекарства от вызываемых ими болезней.

Наиболее распространенные и изученные прионные заболевания человека – это куру и болезнь Крейцфельда-Якоба. Проявляются они медленно (в течение десятков лет) прогрессирующими нарушениями памяти и мыслительных функций (деменцией), которые в итоге приводят к смерти. Образование прионов может произойти спонтанно, быть результатом наследуемой мутации соответствующего гена или возникнуть при попадании прионов извне – при нейрохирургических манипуляциях, каннибализме и употреблении в пищу мозга больных животных.