Prionski protein

Izvor: Bionet Škola
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Konvertovanje normalnog u patološki prionski protein

Prionski protein predstavlja proizvod prionskog gena (PRNP). Razlikuju se dva tipa ovog proteina koje kodira isti gen:

  • ćelijski prionski protein, skr. PrPC (engl. prion protein of the cell) koji predstavlja normalan, prirodan oblik ovog proteina prisutan u brojnim ćelijama, vezan za spoljašnju stranu njihove membrane
  • patološki prionski protein, PrPSC (engl. prion protein scrapie), koji uzrokuje prionske bolesti i pretpostavlja se da nastaje transformacijom ćelijskog prionskog proteina.

Pretvaranje PrPC u PrPSC je jedan oblik lančane reakcije koja se dešava kada u organizam dospe infektivni prion koji svog suseda pretvori u sopstveni, patološki oblik, a onda obojica ponaosob preobrate još po jednog i tako dalje se ekponencijalno širi.

Ćelijski prionski protein

Ćelijski prionski protein, skr. PrPC (engl. prion protein of the cell) je prirodan sastojak ćelijske membrane brojnih ćelija, između ostalih i nervnih. Normalna funkcija prionskih proteina nije utvrđena. Smatra se da bi mogli imati ulogu u prenosu nervnih impulsa u CNS-u.

Odmah po sintezi sastoji se od 253 aminokiseline od kojih se neke u procesu sazrevanja (maturacije) otklanjaju:

Zreli protein sadrži 208 aminokiselina i po strukturi je glikoprotein. Za C kraj se, posle otklanjanja aminokiselina, vezuje GPI - kotva kojom se ovaj protein zakačinje (usidri) za spoljašnji deo ćelijske membrane.

Određeni regioni, obeleženi kao H1, H2, H3 i H4 imaju spiralnu strukturu, pri čemu se u oblasti H1 regiona nalazi najkonzervativniji niz aminokiselina koji je siti za sve do sada pručene životinjske vrste i čoveka. Taj niz se sastoji od 8 aminokiselina od kojih su 6 molekula alanin (Ala) i 2 glicina (Gly) (odnosu ALa:Gly= 3:1), sa redosledom:

Ala - Gly - Ala - Ala - Ala - Ala - Gly - Ala (odeđuju ih kodoni od 113 do 120 u PRP genu)

Biosinteza PrPC

Ćelijski prionski protein se sintetiše u velikom broju ćelija kroz nekoliko etapa:

  • počinje na slobodnim ribozomima u citoplazmi ćelije
  • nastavlja se u granularnom endoplazminom retikulumu, odnosno, njegovim ribozomima; tada se sintetiše veliki protein izgrađen od 253 aminokiseline
  • transportuje se do Goldžijevog kompleksa gde se odvijaju posttranslatorne promene koje obuhvataju otklanjanje aminokiselina sa N i C kraja; posle tih promena protein ima 208 aminokiselina
  • sazrevanje (maturacija) PrPC vrši se obradom njegovih krajeva: na N kraju se uklanja signalni peptid, a na C kraju se uklanja hidrofobni peptid i dodaje GPI (glikozilfosfatidilinozitolska) kotva kojom se pričvršćuje za spoljašnju stranu ćelijske membrane.
PrPC sa više α-zavojnica (ljubičasto) i PrPSC, sa više β-ploča (zeleno)

Patološki prionski protein

Obeležava se kao PrPSC (engl. prion protein scrapie) i ima primarnu strukturu istu kao PrPC. Razlike između normalnog i patološlog prionskog proteina ogledaju se u:

  • sekundarnoj strukturi: PrPC ima više strukturu α-zavojnice, nego β-ploče, dok je kod patološkog oblika situacija obrnuta tako da su β-ploče prisutne u 51%, a α-zavojnice samo u 21%
  • fizičko-hemijskim osobinama, čiji je pregled dat u tabeli:
osobina PrPC PrPSC
otpornost prema proteazi K neotporan otporan
rastvorljivost u deterdžentima rastvorljiv nerastvorljiv
mesto u ćeliji na površini u unutrašnjosti
sposobnost agregacije nema ima
vezanost za GPI-kotvu da ne
neurotoksičnost ne izrazita
Konvertovanje PrPC u PrPSC

Stvaranje patološkog priona

Patološki prion nastaje konverzijom PrPC u PrPSC je jedan oblik lančane reakcije koja se dešava stupnjevito:

  • infektivni prion (PrPSC) se vezuje za ćelijski prion (PrPC) i stvara heterodimer (sadrži po jedan molekul PrPC i PrPSC)
  • heterodimer se pretvara u homodimer (2 molekula PrPSC) , tako što prion preobrati svog suseda iz heterodimera u sopstveni oblik
  • eksponencijalan rast broja molekula patološkog prionskog proteina, tako što svaki naredni preobraća po jedan molekul normalnog

Literatura

  • Diklić Vera: Prionska oboljenja CNS, Beograd
  • Džouns S, van Lun B (2002): Genetika za početnike, Hinaki, Beograd
  • Krstić, Lj. (2003): Čovek i mikrobi, Izdavačka kuća Draganić, Beograd
  • Pavlović D: Prionske bolesti, Beograd
  • Šerban Nada (2001): Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd
  • Radulović, Š. (1998):Mikrobiologija sa epidemiologijom, ZUNS, Beograd
  • Ridli M (2001): Genom, Plato, Beograd