Prion ciri, struktur, fungsi, penyakit



The priones Mereka adalah protein tanpa genom atau asid nukleik yang bertindak sebagai agen berjangkit. Istilah "prion" bermaksud zarah berjangkit protein (dari Parti Berjangkit Proteinaceae Inggeris), dan dicipta oleh ahli neurologi dan pemenang Hadiah Nobel, Stanley B. Prusiner.

Pada tahun 1982, Prusiner dan rakan-rakannya mengenal pasti zarah protein yang berjangkit, sambil mengkaji penyebab penyakit Creutzfeldt-Jakob (pada manusia) dan encephalopathy spongiform lembu..

Ejen-ejen infeksi yang jarang berlaku ini terdapat dalam membran sel-sel normal, hanya sebagai protein salah dan / atau dengan struktur tiga dimensi yang tidak normal. Protein ini bertanggungjawab untuk pelbagai penyakit degeneratif dan kematian yang sangat tinggi yang mempengaruhi tisu saraf dan struktur otak.

Mereka juga dipanggil penyakit prion. Antara yang paling penting yang memberi kesan kepada manusia adalah kuru, penyakit Gerstmann-Sträussler-Scheinker, sindrom Creutzfeldt-Jakob dan insomnia keluarga yang maut..

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Struktur
    • 2.1 PrP (C)
    • 2.2 PrP (Sc)
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Dengan reseptor glutamat metabotropik
    • 3.2 Dalam perkembangan embrio
    • 3.3 Neuroprotector
    • 3.4 Sistem saraf persisian
    • 3.5 kematian sel
    • 3.6 Memori jangka panjang
    • 3.7 pembaharuan sel stem
  • 4 Penyakit yang disebabkan oleh prion
    • 4.1 Penyakit Creutzfeldt-Jakob (CJD)
    • 4.2 Penyakit Gerstmann-Sträussler-Scheinker
    • 4.3 Prionopati dengan kepekaan kepekaan terhadap protease
    • 4.4 Insomnia mematikan
    • 4.5 Kuru
    • 4.6 Penyakit pada haiwan
  • 5 Rawatan
  • 6 Pencegahan
  • 7 Rujukan

Ciri umum

Prion adalah struktur protein yang terdapat dalam membran sel. Protein ini mempunyai bentuk atau penyesuaian yang diubah [PrP (Sc)].

Berkenaan dengan pendarabannya, ia dicapai melalui penukaran bentuk, seperti dalam hal penyakit scrapie. Dalam penyakit ini, prion merekrut PrP (C) (protein prion penyesuaian yang tidak terganggu) untuk merangsang penukaran kepada PrP (Sc) isoform.

Ini menghasilkan tindak balas rantaian yang menyebarkan bahan berjangkit dan dengan itu membolehkan pengairan penyakit. Masih belum diketahui bagaimana proses penukaran ini berlaku.

Ini protein luar biasa yang mampu menyebarkan, tidak ada asid nukleik. Bukti ini adalah bahawa mereka tahan sinar-X dan radiasi ultraviolet. Agen ini mudah memecahkan asid nukleik.

Prion protein, yang mana prion dirumuskan (PrP), didapati di seluruh badan, bukan sahaja dari manusia tetapi dari vertebrata yang lain yang sihat. Protein ini umumnya tahan terhadap protease (enzim yang menguatkan protein).

Sangat sedikit diketahui tentang kegunaan protein prion PrP (C), bentuk normal protein tak berjangkit dalam tubuh manusia.

Walau bagaimanapun, sesetengah penyelidik telah menunjukkan bahawa, pada tikus, protein ini mengaktifkan pembaikan myelin dalam sel-sel sistem saraf periferi. Ia juga telah menunjukkan bahawa ketiadaan ini menyebabkan demilelin sel-sel saraf sedemikian.

Struktur

Pengetahuan yang kita ada mengenai struktur prion terletak terutamanya dalam penyelidikan yang dijalankan ke atas bakteria Escherichia coli.

Kajian-kajian yang dilakukan menunjukkan bahawa polipeptida PrP (C) (normal) dan PrP (Sc) (berjangkit) adalah serupa dalam komposisi asid amino, tetapi mereka berbeza dalam kesesuaian 3D dan lipatan ini.

PrP (C)

Prion tidak berjangkit ini, pada manusia, 209 asid amino. Mereka mempunyai ikatan disulfida. Strukturnya adalah alpha-helical, yang bermaksud ia mempunyai asid amino berbentuk lingkaran (heliks alfa) dan beberapa helai asid amino rata (lembaran beta).

Protein ini tidak boleh dipisahkan dengan sentrifugasi, yang membayangkan bahawa ia tidak sedimen. Ia mudah dicerna oleh spektrum serina luas protease dipanggil proteinase K.

PrP (Sc)

Ia adalah protein yang menular yang mengubah PrP (C) menjadi isoform PrP (Sc) yang berjangkit dan dengan konfigurasi yang tidak normal atau bentuk.

Sangat sedikit diketahui mengenai struktur 3Dnya, tetapi diketahui bahawa ia mempunyai sedikit bentuk heliks dan lebih banyak helai atau betas yang rata. Perubahan kepada isoform adalah apa yang dikenali sebagai peristiwa asas penyakit prion.

Fungsi

Prion prion selular [Prp (C)] terletak di permukaan sel pelbagai organ dan tisu. Sangat sedikit yang diketahui tentang fungsi fisiologi prion dalam organisma. Walau bagaimanapun, pengalaman yang dilakukan pada tikus menunjukkan fungsi yang mungkin, seperti:

Dengan reseptor glutamat metabotropik

Telah ditunjukkan bahawa PrP (C), bertindak dengan reseptor glutamat (ionotropic dan metabotropic). PrP (C) mengambil bahagian sebagai reseptor untuk oligomer synaptotoksik daripada peptida Aβ di permukaan sel.

Dalam perkembangan embrio

Dalam tikus keluarga Murinae, didapati bahawa PrP (C) protein prion dinyatakan beberapa hari selepas implantasi, dalam perkembangan embrio.

Ini menunjukkan bahawa mereka memainkan peranan semasa pembangunan mamalia kecil ini. Peranan yang menurut penyelidik berkaitan dengan peraturan neuritogenesis (pengeluaran akson dan dendrit neuron).

Mereka juga bertindak atas pertumbuhan aksonal. Prion prion ini juga terlibat dalam pembangunan litar cerebellar. Disebabkan ini, dipercayai bahawa ketiadaan prion PrP (C) ini menyebabkan kelambatan perkembangan motor tikus.

Neuroprotector

Dalam kajian mengenai jangkaan lebihan PrP (C) oleh orientasi gen, didapati bahawa ketiadaan prion ini menyebabkan masalah dengan bekalan darah ke beberapa bahagian otak (iskemia cerebral akut).

Ini bermakna protein prion berfungsi sebagai neuroprotectors. Di samping itu, ia telah menunjukkan bahawa overexpression PrP (C) dapat mengurangkan atau memperbaiki lesi yang disebabkan oleh iskemia.

Sistem saraf periferal

Fungsi fisiologi Prp (C) dalam penyelenggaraan myelin perifer baru-baru ini ditemui.

Semasa kajian makmal didapati bahawa jika tiada protein prion, tikus makmal mengembangkan kekurangan saraf yang memindahkan maklumat dari otak dan saraf tunjang, dalam apa yang disebut neuropati periferal..

Kematian sel

Terdapat beberapa protein yang sama dengan prion, dan ini terletak di bahagian lain badan berbanding dengan otak.

Fungsi-fungsi protein sedemikian adalah untuk memulakan, mengawal dan / atau mengawal kematian sel, apabila organisma sedang diserang (oleh para ilmuwan misalnya), dengan itu mencegah penyebaran patogen.

Fungsi khas protein ini menyebabkan penyelidik berfikir tentang kemungkinan penting prion tidak berjangkit dalam memerangi patogen.

Memori jangka panjang

Satu kajian yang dijalankan di Institut Stowers, di Missouri, Amerika Syarikat. menunjukkan bahawa PrP prions mungkin mempunyai peranan dalam mengekalkan ingatan jangka panjang.

Kajian menunjukkan bahawa protein prion tertentu boleh dikawal untuk berfungsi dalam penyelenggaraan fungsi fisiologi memori jangka panjang.

Pembaharuan sel stem

Penyiasatan protein prion yang dinyatakan dalam sel stem tisu darah, menunjukkan bahawa semua sel-sel stem ini (hematopoietic), mengekspresikan protein prion dalam membran sel mereka. Oleh itu, mereka percaya bahawa mereka mengambil bahagian dalam pembaharuan sel yang kompleks dan sangat penting.

Penyakit yang disebabkan oleh prion

Patologi asal prion diiktiraf sebagai gangguan otak degeneratif progresif. Mereka boleh menyerang haiwan lembu, rusa, caribou, domba dan juga manusia.

Penyakit ini disebabkan oleh perubahan dalam struktur protein PrP (C) dan fungsi spesifiknya masih tidak menentu hari ini. Patologi Prion boleh timbul tanpa sebab yang diketahui. Mereka boleh mempunyai asal genetik yang diwarisi dan juga boleh disebarkan melalui cara yang berjangkit.

Prion menyebabkan penyakit jenis keluarga, sporadis dan berjangkit. Penyakit prion famili adalah yang ternakan. Patologi sporadis adalah yang paling biasa dan berlaku tanpa sebab yang diketahui.

Penyakit-penyakit berjangkit dianggap jarang berlaku, mereka boleh ditransmisikan menerusi penghantaran dari orang ke manusia, dari binatang ke haiwan, kepada haiwan dan begitu juga sebaliknya. Penyebabnya adalah pelbagai dan pelbagai daripada penggunaan daging yang tercemar, kanibalisme, pemindahan, kepada manipulasi peralatan pembedahan yang tercemar.

Penyakit prion yang paling biasa adalah:

Penyakit Creutzfeldt-Jakob (CJD)

Dianggap sebagai penyakit prion yang paling biasa di kalangan manusia, ia adalah patologi kosmopolitan, iaitu, pengedaran global. Ia boleh berlaku secara turun temurun (keluarga), sporadis atau berjangkit.

Pesakit mempunyai simptom seperti demensia, penderaan atau pergerakan sukarela secara tiba-tiba dan kekurangan sistem saraf pusat.

Bergantung kepada rawatan dan bentuk penyakit, kematian boleh berlaku antara 4 bulan hingga 2 tahun selepas memperoleh penyakit. Diagnosis adalah sukar untuk dilakukan, biasanya dilakukan post morten, semasa autopsi.

Penyakit Gerstmann-Sträussler-Scheinker

Ia adalah penyakit yang disebabkan oleh prion dalam proses encephalic yang menular atau autosomal yang dominan. Penyakit ini menampakkan dirinya pada orang umur 40 hingga 60 tahun.

Orang-orang ini menyatakan masalah untuk mengartikulasikan kata-kata (dysarthria), gerak atau pergerakan sukarela secara tiba-tiba,.

Degenerasi Cerebellar disertai dengan cara yang tidak stabil. Ia juga mungkin untuk melihat hyporeflexia, pekak, lumpuh paparan, demensia, antara gejala lain. Jangka hayat kira-kira 5 tahun atau lebih lama.

Prionopati dengan sensitiviti berubah-ubah ke protease

Ia adalah penyakit yang sangat jarang berlaku, sehingga titik jangkitannya adalah 2 hingga 3 kes setiap 100 juta penduduk. Patologi itu sama dengan penyakit Gerstmann-Sträussler-Scheinker.

Manifestasi klinik protein menunjukkan rintangan yang rendah terhadap protease, ada yang lebih dan yang lain kurang sensitif terhadap enzim ini.

Gejala yang dihadapi oleh pesakit adalah: masalah dengan ucapan dan kemerosotan kognitif, kehilangan neuron di kawasan di mana otak mengawal pergerakan dan melakukan koordinasi otot.

Penyakit ini kerap berlaku pada pesakit-pesakit yang ketiga (70 tahun) dan jangkaan masa hidup yang pernah dijangkiti kira-kira 20 bulan.

Insomnia maut

Ia adalah penyakit keturunan atau familial, ia juga boleh berlaku secara sporadis. Telah diketahui bahawa penyakit itu disebabkan oleh mutasi dominan atau autosomal yang dominan.

Pesakit hadir gejala seperti masalah kumulatif untuk tidur dan mengekalkan tidur, demensia, kemerosotan kognitif, walaupun masalah hipertensi, takikardia, hyperhidrosis dan lain-lain.

Umur di mana ia memberi kesan agak luas, kerana ia berkisar antara 23 dan 73 tahun, namun umur purata adalah 40 tahun. Masa hidup yang pernah dijangkiti hanya melebihi 6 tahun.

Kuru

Penyakit prion ini telah dikesan hanya di penghuni Papua New Guinea. Ia adalah penyakit yang berkaitan dengan kanibalisme dan tradisi budaya ritual berkabung untuk orang mati, di mana orang-orang ini makan encephalon atau daging manusia.

Orang yang menghidap penyakit ini, secara umum, pergerakan yang tidak terkawal dan tidak sengaja dalam pelbagai bahagian badan.

Mereka mempunyai gegaran, kehilangan kawalan pergerakan dan kehilangan koordinasi otot. Jangka hayat pada orang yang dijangkiti adalah dua tahun.

Penyakit pada haiwan

Antara patologi yang dihasilkan oleh prion pada haiwan adalah encephalopathy spongiform lembu. Penyakit ini menimbulkan malapetaka di Eropah, kesihatan awam, kesihatan haiwan dan ekonomi negara-negara yang terjejas.

Penyakit lain di dalam haiwan adalah scrapie, encephalopathy cekung, penyakit kronik (dalam rusa) dan encephalopathy spongiform spongiform.

Penyakit ini, seperti yang ditunjukkan pada manusia, kurang mendapat rawatan yang berkesan, supaya pencegahan adalah penting terutamanya selepas jangkitan manusia yang berlaku akibat penggunaan daging dari lembu yang dijangkiti..

Rawatan

Sehingga kini tiada ubat yang diketahui untuk penyakit prion. Rawatan ini adalah gejala. Pesakit dinasihatkan untuk merancang penjagaan paliatif dan analisis genetik dan kaunseling disyorkan untuk ahli keluarga.

Pelbagai ubat telah diuji pada pesakit dengan penyakit prion, seperti antiviral, antitumor, ubat untuk penyakit seperti Parkinson, rawatan untuk imunosupresi, antibiotik, antijamur, malah antidepresan.

Walau bagaimanapun, tiada bukti pada masa ini yang menunjukkan bahawa beberapa gejala penurunan ini atau meningkatkan pesakit pesakit.

Pencegahan

Prions tahan kepada pelbagai perubahan fizikal dan kimia. Walau bagaimanapun, teknik yang berbeza digunakan untuk mencegah pencemaran pesakit dengan instrumen pembedahan yang tercemar.

Antara teknik yang paling digunakan ialah mensterilkan peralatan dalam autoklaf pada suhu 132 ° C selama satu jam dan kemudian menenggelamkan instrumen dalam natrium hidroksida selama sekurang-kurangnya satu jam lagi.

Sebaliknya, Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) telah mengembangkan langkah-langkah untuk mencegah penyebaran penyakit prion. Organisasi ini menetapkan norma-norma untuk pengurusan tisu yang dilarang atau berpotensi berisiko seperti: mata, otak, usus, amandel dan saraf tunjang..

Rujukan

  1. Prion, Agen Berjangkit. Pulih dari britannica.com.
  2. Apa itu Prion? Pulih daripada scientificamerican.com.
  3. P.C. Kalikiri, R.G. Sachan 2003. Prions - Zat Berjangkit Proteinaceous. Jurnal, Akademi Perubatan Klinikal India.
  4. Prion. Diambil dari en.wikipedia.org
  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). Penukaran helai alfa ke dalam ciri-ciri beta dalam pembentukan proti prion scrapie. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore & A. Aguzzic (2017). Fungsi biologi protein prion sel: pembaruan. Biologi BCM.
  7. C.C. Zhang, A.D. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). Prion protein dinyatakan dalam jangka panjang repopulating sel stem hematopoietic dan penting untuk pembaharuan diri mereka. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat.
  8. Kajian penyakit yang dihasilkan oleh prion (encephalopathies spongiform yang dapat ditularkan) Diperolehi daripada msdmanuals.com.
  9. E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: prion encephalopathies. Perubatan Keluarga. SEMERGEN.