能够传染致病的蛋白质粒子-PPT课件

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关键在于普利昂是否含有核酸? 普鲁西纳回忆说:
在寻找核酸上,D.Riesuer 和我 所花的功夫比其他任何人都多。
40
3、更深入的研究,更意外的结果 随着研究的深入,得到更多打破传 统观念的结果: (1)寻找Prn-p基因 编码普列昂蛋白(PrP)的基因, 不但在染病动物脑中存在,亦在正常动 物脑中找到,而且表达得一样多。
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抗 体 和 抗 原 的 识 别 和 结 合
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识 别 和 结 合 抗 原
体 可 变 区 特 异 地

子。
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细胞信号传导包含着一系列蛋白质大分子
相互作用。 胞外:结合信号分子
胞内:推动胞内反应
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联结 G- 蛋白的受体(跨膜七次) 61
(8)蛋白质 / 蛋白把 PrP c “带坏”。 这个基本的理论设想,除了以上 述实验为基础,还进一步得到以后实 验支持。
(例行的检测 方法)
(改进后的检测 方法)
12个月
70天
60只小鼠
4只仓鼠
总共加快速度100倍
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2、得到难以公布的实验结果 原来预期得到小型病毒。 结果,所有实验数据都表明: 病
原物不是小型病毒,不含核酸,而是 蛋白质粒子。
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经过八年努力(1974- 1982 ) 1982年发表第一篇文章: 提出羊搔痒病病原物是一种蛋白质粒子。 蛋白质类的感染颗粒 (Proteinoceous Infectious Particle, Prion)

酸 两 种 大 分 子
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蛋 白 质 锌 指 结 构
54
蛋白质锌指结构与DNA的结合
55
有 利糜 底蛋 物白 的酶 装的 入高
级 结 构 呈 桶 状 56
糜蛋白酶-
胃蛋白酶-
弹性蛋白酶-
芳香族侧链 带正电荷侧链 短链无电荷侧链
在催化位点,显示出三种酶蛋白有不
同专一性——要求底物具不同的侧链。
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转染过程
发病潜伏期
用病仓鼠的 PrP sc 感染小鼠 在小鼠中连 续传代后 用病小鼠的 PrP sc 感染仓鼠 在仓鼠中连
500 天 140 天 400 天
续传代后 仓鼠 PrP sc 感染接受 仓鼠 PrP 基因的转
75 天 48-250天
基因小鼠
Mo PrP c —— SHa PrP c
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细胞形态生物: 低等动物、 原生动物、
真菌、
细菌、
立克次氏体、衣原体。
非细胞形态生物:病毒
15
针 尖 上 的 大 肠 杆 菌
16
细菌的细胞没有细胞核,属于原核细胞。 细菌的外形可以有很大变化。 因此有:球菌、杆菌、葡萄球菌等。
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原核细胞没有细胞核,但有 DNA, 仍然是 DNA 分子贮存遗传密码。
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葡萄球菌
杆菌
用鞭毛泳动的杆菌
螺旋菌
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用一种染色方法——革兰氏染色法 把细菌区分为两大类:
革兰氏阳性菌 G+ 紫色
金黄色 葡萄球菌
革兰氏阴性菌 G- 红/黄 大肠杆菌
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2、病毒是非细胞形态微生物 没有细胞结构。 最简单的病毒只由蛋白质分子和
核酸分子组成,称为核衣壳。 有些结构复杂的病毒,还有包膜
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(6)PrP c 和 PrP sc 在高级结构上的
差别, 在细胞内的行为和 代谢特征上也
反映出来。
PrP c
PrP sc
胞内定位
细胞表面 胞质内
蛋白酶水解 水解完全 局部水解
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(7)综合上面得到的结果,提出 一个理论设想:
搔痒病的发生是因为 PrP sc 的入 侵,把脑细胞中原来就有的 PrP c “带 坏”,使 PrP c 重新折叠,形成新的高 级结构,变成了 PrP sc 。
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耶鲁医学院神经病理学主任 L . Manuelidis:
“诺贝尔奖的授予可能窒息不同 观点的深入探讨。” 美国媒体报道标题:
“美国科学家因一项有争议的研究 获诺贝尔医学奖”
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噢噢!
71
做结构分析。
都是由 208 个氨基酸残基组成的
疏水性很强糖蛋白。
氨基酸序列
RNA剪辑
均无差别
翻译后修饰
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(5)最后,终于找到差别 PrP c 和 PrP sc 在高级结构
上有巨大差别
PrP c PrP sc
α-螺旋 β-折叠
40% 21% 3% 54%
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PrP c
PrP c (上) PrP sc(下)
毒粒子。
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附着
侵染
复制
裂解
噬菌体 的 生 活 史
组装
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病毒粒子的直径约 0.1 微米(100 nm);
病毒仍然以核酸作为遗传物质; 细菌和病毒都符合公认的
“中心法则”。
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DNA RNA
DNA
蛋白质
中心法则
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二、“慢病毒”引起的疾病
18世纪 冰岛
羊搔痒病
1920s H.Creutzfieldt
中使病人昏昏睡死
9
真菌(霉菌和酵母)
霉菌 白假丝酵母
皮肤、指甲真菌感染 鹅口疮 肺组织胞浆菌病
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一、作为病原物的细菌和病毒
1、细菌是原核生物 细菌很小,一般直径为 0.5-5 , 大约为动、植物细胞的几百分之一。
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细菌
百日咳 白喉
风湿病 肺炎
炭疽
伤寒
梅毒
淋病
结核
龋齿
立克次氏体 斑疹伤寒
破伤风 痢疾 鼠疫 脓肿
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分别把 Prn-p 基因在正常和染 病小鼠中的表达产物称为:
PrP c
PrP sc
正常小鼠
得病小鼠
看来, PrP 蛋白不是病鼠才有。而且, PrP sc 的出现不是调节基因起作用的结果。
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(2)普列昂蛋白(PrP c)在正常 动物脑中的功能是什么?
找不到答案。 剔除 PrP 基因的遗传工程小鼠 (PrP%),看不出病症,似乎一切正 常,亦能正常生育。
(9)与人有关的几种普列昂病 Family Creutzfield-Jakob Disedse ( 家族 C J 病 ) Gerstmamann-Sträussler-Scheinleer Syndrem ( GSS 综合症 ) Fatal Familial Insomnis ( 家族性致死失眠症 )
(c)后者反过来又去攻击其他正 常分子,以此方式连续进行下去 直至搔痒病 PrP 积累到危害量。
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什么叫 PrP sc 把 PrP c “带坏”? 实际上是:
蛋白质大分子与蛋白质大分子之间 的相互作用。
生物大分子之间的相互作用还包括 蛋白质——核酸之间的相互作用。
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的 识蛋 别白 和质 结 合
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这些病 都是神经退行性疾病 都为显性遗传病 发病率都很低
现在都找到 PrP 基因突变。
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基因突变—— 氨基酸序列改变 —— 容易出现 PrP sc 高级结构。 疯牛病的 PrP sc 可以使人致病。
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正在火化病牛以防止“疯牛病”的传播
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四、争论和异议
1、不少权威科学家仍持怀疑态度。怀 疑的核心,是否仅仅普列昂蛋白起病原物 作用?是否还有未检出的核酸?
2、普鲁西纳正在制药公司资助下,把 研究转向治疗普列昂病药物的开发。
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美国巴尔的摩兽医中心分子神经病毒 学主任 R.G.Rowher:
“诺贝尔奖可能有利于在此领域的深 入研究” 明尼苏达大学微生物系主任 A.Haase:
“诺奖委员会应等到确实证明仅仅是 蛋白质本身在感染中起作用,没有其他 因子参与,再授奖才合适。”
4
一、作为病原物的细菌和病毒 二、“病毒”引起的疾病 三、普列昂的发现 四、尚未结束的论争
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引发传染病的罪魁祸首——病源物
病源物
传染病
低等动物
血吸虫
血吸虫病
绕虫
绕虫病
原生动物
疟原虫 睡眠虫 变形虫
疟疾 嗜睡病 阿米巴痢疾
6
血 吸 虫 的 生 活 史
7
疟原虫的生活史 8
锥虫由昆虫传布, 寄生在人的脑
发病率

病程

传染病 / 遗传病 不清楚
病因 / 病原物
找不到
人们只能猜想:
有一种“慢病毒”在起作用
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证 (1)从发病动物分 实
离出病原物。

原 (2)再接种到健康 物 动物,引起同样疾病。的
(3)再分离出病原 柯
物,应和接种的病原 赫 法
物具相同特性。

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三、普列昂的发现
1、以改进检测方法为突破点 目标:分离、纯化病原物、并加以
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(3)PrP%小鼠作出贡献 把染病小鼠的脑提取物接种给 PrP% 小鼠,后者不染病。同样的脑 提取物,接种给普通小鼠 PrP+/+, 后者被染病。
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染病小鼠 PrP%小鼠
脑提取物
PrP+/+ 小鼠
看来, PrP c 的存在是染病的必要前提 45
(4)对 PrP c 和PrP sc 两种蛋白质
生命科学导论
上海交通大学生命科学技术学院
1
第九讲 能够传染致病的蛋白质 粒子——普列昂
1997年度诺贝尔奖生理及医学奖授予 普鲁西纳博士( S.B.Prusiner ) (美国加州大学旧金山分校医学院)
表彰他在研究和发现一种新的蛋白质 性质致病因子(普列昂)中所做的贡献。
他是不寻常的诺贝尔奖获得者
增多的 PrP sc 形成淀粉样斑,造成 脑细胞破坏,出现空斑。
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核 细胞质
搔痒病 PrP 正常 PrP
原有的PrP分子 转化了的PrP分子
(a)搔痒病 PrP的一个分子(红色)和 正常的 PrP 分子(褐色)相接触并以 某种方式展开而形成搔痒病构型时
(b)接着,初始和新形成的搔痒病 粒子就攻击另外的两个正常的 PrP 分子
支原体
类胸膜肺炎
衣原体
沙眼
病毒
流感、脊髓灰质炎 (小儿麻痹症)
腮腺炎 肺炎 麻疹 天 花 肝炎 狂犬病
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侵菌 蚀附 牙在 齿牙 的齿 釉表 质面 而, 形产 成生 空酸 洞。,
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金字塔中的 雕刻表明 4000年前 古埃及已记 载有小儿麻 痹症病人
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上述各种病原物的共同特点: 它们都是生物。
2
普鲁西纳
1942年5月28日 生, 1968年获美国宾 夕法尼亚大学医 学院博士学位。 1984年起任加利 福尼亚大学神经 学、病毒学教授。
3
(1) 诺贝尔生理学及医学奖历来 颁发给在学术界已获普遍承认和推 崇的突破性的研究成果。
但是,普列昂的研究,直到颁奖 时仍存在着较大的争议。
(2) 诺贝尔生理学及医学奖,通 常由二至数名科学家共享。一人独 揽的例子甚少,为 1987 年来仅有, 近 40年中只发生 6 次。
包在核衣壳外面,或者带有一些 特殊的酶。
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烟草花叶病毒
腺病毒
疱疹病毒
噬菌体
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病毒是活细胞内专性寄生的生物。 病毒繁殖(复制)在寄主细胞内进行。 以噬菌体为例: 附着——识别过程。 侵染——病毒核酸进入寄主细胞。 复制——复制病毒核酸,合成病
毒外壳蛋白质。 组装——形成一批子代病毒粒子。 裂解——寄主细胞破裂,释出病
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普列昂概念的提出,引起轩然大波。 许多人问:没有核酸,这个病原物如 何增殖?如何复制本身的遗传信息。 许多人怀疑:可能还是存在核酸,只 是未能检测出来。
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具有讽刺意味的是: 最早提出实验证据,证明核酸是遗传信息 载体的是 Avery 1942年有关肺炎球菌转 化因子的实验。
当时,Avery 的报告未能引起多大重 视。有人怀疑转化因子中起作用的是蛋白 质,只是 Avery 未能检测出来。
人C J 病
A.Jacob
1950s 巴布亚-新几内亚 Kuru病
Gajdusek
1980s
英国
疯牛病
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病程很慢, 都有神经系统退行性症状; 脑部出现淀粉样沉淀,
形成海绵状空斑。
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一名C J 病 患者的
大脑皮层 切片,
可以看到 脑组织里 的海绵状 空斑。
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对这类疾病的研究,以羊搔痒病
为代表,困难很大:
鉴定,每一步都离不开检测方法。
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第一个进步:把搔痒病从羊转至小鼠
发病潜伏期 3-5年
4-5个月
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第二个进步:检测方法
终点滴度检测法:用小鼠作实验材料
接种给小鼠
150天 鼠脑中病原物的滴度最高
分离纯化步骤
15-30天 再接种给小鼠
4-5个月 出现病症
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潜伏期检测法: 用仓鼠作实验材料
终点滴度检测法 潜伏期检测法
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