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朊病毒是一种前所未见的传染性因子,它能导致一系列的致死性神经组织退化性疾病,包括了人的库鲁病、吉斯综合症(GSS)、致死性家族失眠症(FFI)、克雅氏病(CJD)和变异性克雅氏病(vCJD),以及动物的牛海绵状脑病(BSE)和羊瘙痒症(Scrapie),其中牛海绵状脑病、羊瘙瘁症和克雅氏症是最为显著的朊病毒疾病。朊病毒导致的疾病可表现为遗传性、传染性和偶发性,无论是哪种表现形式的疾病都是由朊病毒蛋白(PrP)结构转变所导致的,朊病毒感染性颗粒中没有核酸物质,由结构发生转变的致病型朊蛋白(PrPSc)所组成,.p-折叠片含量较大的致病型朊蛋白(PrPSc)是由正常的细胞内朊蛋白(PrPc)在翻译后结构发生转变形成的。虽然朊病毒疾病临床的主要症状是出现PrPSc组成的淀粉样纤维沉淀,但越来越多的研究者认为,相对于纤维化沉淀,PrPSc组成的可溶性寡聚体更可能具有神经毒性也更具有临床上的意义。为了阐明朊病毒蛋白致病性机制,找到能够促进PrPc形成prpSc寡聚体的影响因素就是一个至关重要的研究方向。大分子拥挤环境是机体内普遍存在的一种环境因素。因为在所有的细胞中都存在着蛋白质、多糖、核酸等大分子物质,它们的总浓度可达到80-400g/L,约占细胞内体积的10-40%,因此细胞中的任何一个大分子都处于大分子拥挤环境中。朊蛋白也不例外,它的结构转变和寡聚体的形成同样是在大分子拥挤环境中进行的,但是大分子拥挤环境对朊蛋白寡聚化的影响尚无人进行研究。在本研究中,我们利用圆二色光谱仪对大分子拥挤环境中PrPc二级结构及热稳定性进行分析,发现大分子拥挤环境可以降低PrPc的热稳定性并促进其向β-折叠片结构的转变。通过静态光散射、浊度分析和高效液相色谱(HPLC)实验证明大分子拥挤环境中形成的p折叠片结构朊蛋白聚集成了可溶性的寡聚体。最后我们分析所得可溶性朊蛋白寡聚体的性质,其能与ThT和ANS荧光染料结合,能部分抗蛋白酶K消化并具有细胞毒性。我们首次报道大分子拥挤环境这个在朊病毒蛋白研究中长期被忽视的细胞内环境因素,能够促进PrPc形成有神经毒性的可溶性寡聚体。我们的研究结果可能对朊病毒疾病和同样是由蛋白质错误折叠和聚集所引起的帕金森病(Parkinson’s disease)、老年痴呆症(Alzheimer’s disease)和亨廷顿病(Huntington’s disease)等疾病提供潜在的预防和治疗策略。