Прионы (от англ. prion: protein — «белок» + infection — «инфекция») — особый класс инфекционных патогенов, не содержащих нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). Это белки с аномальной третичной структурой, способные катализировать конформационное превращение нормальных клеточных белков в себе подобные. Ключевой белок, из которого состоят прионы, обозначается как PrP (Prion Protein). У него есть две основные формы: Нормальная форма PrPC присутствует: Инфекционная форма PrPSc накапливается в поражённых тканях, преимущественно: У людей и животных с прионными заболеваниями PrPSc обнаруживается в области вакуолизации и на поверхности сохранившихся нейронов. Процесс возникновения инфекционной формы приона включает несколько ключевых этапов:
Что такое прионный белок
Прионы (от англ. prion: protein — «белок» + infection — «инфекция») — особый класс инфекционных патогенов, не содержащих нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). Это белки с аномальной третичной структурой, способные катализировать конформационное превращение нормальных клеточных белков в себе подобные.
Ключевой белок, из которого состоят прионы, обозначается как PrP (Prion Protein). У него есть две основные формы:
- PrPC (cellular — «клеточный») — нормальная, неинфекционная форма, присутствующая в организме здоровых людей и животных;
- PrPSc (Scrapie — по названию болезни овец) — инфекционная форма с аномальной структурой, устойчивая к протеазам (ферментам, расщепляющим белки).
Где содержится прионный белок
Нормальная форма PrPC присутствует:
- во всех частях тела у здоровых млекопитающих;
- в высоких концентрациях — в нейронах (нервных клетках);
- также обнаруживается в нескольких компонентах крови (тромбоциты — основной резервуар у человека).
Инфекционная форма PrPSc накапливается в поражённых тканях, преимущественно:
- в головном мозге;
- в других нервных тканях.
У людей и животных с прионными заболеваниями PrPSc обнаруживается в области вакуолизации и на поверхности сохранившихся нейронов.
Как получается прионный белок (механизм образования)
Процесс возникновения инфекционной формы приона включает несколько ключевых этапов:
- Исходное наличие нормального белка
Для размножения приона необходимо присутствие нормального клеточного белка PrPC. Организмы без PrPC не подвержены прионным заболеваниям. - Конформационное изменение
Под действием определённых факторов (или спонтанно) PrPC меняет свою пространственную структуру:
α‑спирали превращаются в β‑слои;
белок приобретает устойчивость к протеазам.
Этот процесс не затрагивает аминокислотную последовательность — меняется только третичная структура. - Самовоспроизведение
Образовавшийся PrPSc действует как шаблон:
связывается с нормальными молекулами PrPC;
индуцирует их перестройку в прионную форму;
запускает цепную реакцию с экспоненциальным ростом количества прионов. - Образование амилоидов
Прионы агрегируют в амилоидные фибриллы — плотно упакованные β‑слои. Эти агрегаты:
растут на концах;
при разломе образуют новые растущие концы;
накапливаются в тканях, вызывая их повреждение и гибель клеток.
Причины появления прионов
- Спонтанное возникновение — случайная мутация в популяции (например, классическая болезнь Крейтцфельдта — Якоба).
- Генетическая предрасположенность — мутации в гене PRNP (кодирует PrP), наследуемые по аутосомно‑доминантному типу.
- Инфекционное заражение — попадание PrPSc в организм извне (через пищу, медицинские процедуры и т. п.).
Важные особенности
- Прионы чрезвычайно стабильны — устойчивы к денатурации, высоким температурам, радиации и многим дезинфицирующим средствам.
- Они вызывают неизлечимые нейродегенеративные заболевания (трансмиссивные губчатые энцефалопатии), всегда приводящие к летальному исходу.
- Разные штаммы прионов имеют слегка отличающиеся структуры, но все основаны на белке PrP.