WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

«ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИОНОВ И АМИЛОИДОВ В ПРОТЕОМЕ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE ...»

-- [ Страница 2 ] --

В результате активности и секретаз образуются крупные растворимые белки, играющие роль в пролиферации нервных клеток (рисунок 5). При расщеплении APP за счт действия и секретаз образуется три продукта, и одним из них является A. Охарактеризованы две основные формы пептида A, состоящие из 40 и 42 аминокислот [Iwatsubo et al., 1994]. В норме реализуются все возможные варианты протеолиза APP, но в результате мутаций, затрагивающих ген APP, или гены, контролирующие активность секретеаз, может происходить патологическое накопление пептида A, что ведт к его агрегации в межклеточном пространстве. Наибольшей нейротоксичностью обладают олигомеры пептида A, состоящего из 42-х аминокислот [Cohen et al., 2006].

Крупные межклеточные агрегаты, основным компонентом которых является фибриллы A, утрачивают токсичность. Помимо формирования агрегатов A в межклеточном пространстве, при БА в нейронах выявляются внутриклеточные амилоидные филаменты гиперфосфорилированного белка tau [Grundke-Iqbal et al., Накопление агрегатов отмечается также и при других 1986]. tau нейродегенеративных заболеваниях (так называемых таутопатиях). Есть основания полагать, что в случае БА гипер-фосфорилирование и агрегация tau является следствием патологического каскада, который провоцируют олигомеры A [Roberson et al., 2007].

Известны как наследственные формы БА, которые ассоциированы с мутациями и могут поражать людей среднего возраста, так и спонтанные, проявляющиеся, как правило, после 70 лет [по: Selkoe, 2011]. Остатся неясным, с чем связано накопление в стареющем мозге. Некоторые данные A свидетельствуют о том, что агрегация A может быть не первопричиной заболевания, а лишь одним из его проявлений. В частности, у большинства линий трансгенных мышей, сверхпродуцирующих человеческий отмечено APP, накопление в головном мозге межклеточных амилоидных агрегатов, однако у них практически отсутствуют такие характеристики БА как агрегация tau, дисфункция синапсов и гибель нейронов [Irizarry et al., 1997]. Кроме того, в экспериментах с трансгенными животными показано, что нейродегенерация может быть связана не только с агрегацией пептида A, но и с изменением уровня продукции полноразмерного белка APP [Sarantseva et al., 2009].

Инфекционные свойства амилоидных конформеров A исследуют на трансгенных мышах или крысах, сверхпродуцирующих A и предрасположенных к амилоидогенезу этого пептида. Инъекция фибрилл, полученных in vitro, или гомогената из мозга больных животных, приводит к ускорению амилоидогенеза [Meyer-Luehmann et al., 2006]. Наибольший интерес представляет эксперимент с трансгенными линиями крыс, у которых сверхподуция A не приводит к формированию амилоидных агрегатов, детектируемых с помощью гистологических методов. Инъекция белкового гомогената из мозга человека, поражнного БА, провоцировала формирование агрегатов A в мозге этих крыс [Morales et al., 2012]. Это серьезный аргумент в пользу гипотезы, постулирующей прионные свойства A, однако авторы работы не показали, что в мозге исследуемых трансгенных крыс нет предсуществующих олигомеров пептида A.

Этиология БА по-прежнему остатся загадкой. Очевидно, что в случае наследственных форм заболевания, вызванных мутациями, повышающими уровень экспрессии APP или секреции A, первопричиной БА является агрегация пептида A. В случае спонтанных форм заболевания, возникающих у людей преклонного возраста, причинно-следственные связи нейродегенерации пока не ясны. На наш взгляд, агрегация A в ряде случаев может быть следствием нарушения регуляции физиологических процессов, опосредованной, в частности, изменением уровня гормонов. В рамках нашей гипотезы рассмотрим два на первый взгляд далких от БА примера. Гормональный сигнал провоцирует ход тихоокеанского лосося на нерест и сопутствующую этому перестройку и дегенерацию различных тканей. Дегенерация мозга сопровождается увеличением экспрессии APP и образованием нейротоксичных агрегатов пептида A у лосося [Maldonado et al., 2000; 2002a; 2002b]. Очевидно, что в этом случае агрегация A является не первопричиной, а лишь одной из ступеней каскада событий, которые запущены в результате изменения гормональной регуляции. Другим примером, иллюстрирующим возможную гормональную регуляцию амилоидогенеза A, является преэклампсия – патология беременности, являющаяся основной причиной выкидышей и смерти беременных женщин. Совсем недавно стало известно, что в моче беременных женщин, страдающих этой патологией, выявляются амилоидные депозиты, включающие пептид A [Buhimschi et al.

, 2014]. Вполне вероятно, что первопричиной патологии и амилоидогенеза A является изменение уровня гормонов в организме беременных женщин. В ряде работ показано, что снижение уровня инсулина (диабет первого типа) и нарушение чувствительности тканей к действию инсулина (диабет второго типа) резко стимулируют агрегацию A [Ohno et al., 2006; 2007; Oakley et al., 2006; Devi et al., 2012]. Важно отметить, что у беременных женщин, страдающих преэклампсией, снижается чувствительность тканей к инсулину. Известно, что уровень инсулина и чувствительность к нему меняются также в процессе старения. Таким образом, изменения метаболизма инсулина следует рассматривать как один из важнейших факторов, провоцирующих цитотоксическую агрегацию A в случае БА и преэклампсии. С этой точки зрения интересно оценить возможную взаимосвязь возрастных изменений уровня гормонов с развитием других амилоидозов.

1.3.2.4. Болезнь Хангтингтона

Болезнь Хангтингтона, которая также имеет название "Пляска святого Витта" является наследственным нейродегенеративным заболеванием, которое встречается у европейцев с частотой около 1х10-4 [Costa and Scorrano, 2012].

Причиной заболевания является экспансия тринуклеотидных повторов ЦАГ, в гене хантгтингтин (HTT). В норме количество повторяющихся триплетов ЦАГ, кодирующих глутамин, в этом гене у разных людей варьирует, но не превышает 34 аминокислотных остатка глутамина [по: Lee et al., 2013]. В случае увеличения числа повторов, полиглутаминовые последовательности отщепляются от белка и формируют нейротоксические амилоидные агрегаты, которые накапливаются как в ядре, так и в цитоплазме моторных нейронов базальных ганглиев и других отделов головного мозга [Schilling et al., 1999]. Чем длиннее полиглутаминовые тракты, тем раньше проявляются первые симптомы заболевания. Сначала болезнь проявляется в нарушении моторики, судорожных непроизвольных движениях, в дальнейшем развивается танцующая (хореическая) походка и в конечном итоге болезнь приводит к летальным последствиям, что связано с атрофией стриатума и коры головного мозга [Vonsattel and DiFiglia, 1998].

Последовательности, содержащие аномально большое количество остатков глутамина (например, 103 аминокислотных остатка - «Q103»), формируют 37 агрегаты, в которые включается и нормальный белок Htt [по: Lee et al., 2013], однако об инфекционности речь не идт. Инъекция агрегатов полиглутаминовых последовательностей не вызывает развития патологии у модельных животных «дикого типа». Формирование цитотоксичных агрегатов «Q103» показано и при продукции этого белка в дрожжах S. cerevisiae [Meriin et al., 2002; Duennwald et al., 2006; Kochneva-Pervukhova et al., 2012].

–  –  –

Амилоидные агрегаты белка, получившего название Prion Protein (PrP) были идентифицированы Стенли Прусинером с коллегами в качестве инфекционного агента, вызывающего болезнь «Скрепи» у овец. В отличие от нормальной клеточной изоформы, обозначенной PrPC (от «cellular»), изоформа PrPSc (от “Scrapie”) имеет повышенное содержание бета структур и характеризуется удивительной устойчивостью к обработке протеиназой К и ионными детергентами [Prusiner, 1989]. С. Прусинер постулировал, что инфекционным агентом является исключительно высокомолекулярные агрегаты белка PrP в аномальной конформации и эта конформация может поддерживаться автокаталитически. Прионная конверсия этого белка является причиной нейродегенерации в случае болезни Кройцфельда-Якоба, синдрома Герстмана Штраусслера - Шейнкера, фатальной семейной бессонницы у людей и аналогичных заболеваний млекопитающих – скрепи овец, коз, мышей, хомяков, норок и т.д. [по: Prusiner and Scot, 1997]. Аномальная изоформа PrPSc является также инфекционным агентом при болезни «Куру», распространенной среди аборигенов Папуа-Новой Гвинеи и связанной с ритуальным каннибализмом [Gajdusek, 1991; Cohen et al., 2006]. К этой же группе заболеваний относится “коровье бешенство”, или губчатая энцефалопатия коров (BSE от Bovine [по: Известны спонтанные Spongiform Encephalopathy) Prusiner, 2001].

(спорадические), инфекционные и наследственные формы прионных болезней. В случае «наследственных» форм речь идт о том, что определнные мутации вызывают предрасположенность к развитию прионной патологии обычно в зрелом возрасте. Отмечены случаи межвидовой передачи - белковый гомогенат, выделенный из мозга животных одного вида, может вызывать инфекцию у животных другого вида, причм инфекция передатся как в случае инъекции в мозг или кровь подопытных животных, так и при оральной передаче [Gajdusek et al., 1966; Gibbs et al., 1968; Nathanson et al., 1997]. В частности установлено, что инфекция передатся от овец коровам, от коровы человеку, но не может передаваться от овцы или от мыши человеку. Таким образом, существуют межвидовые барьеры прионных инфекций, связанные с различиями в аминокислотной последовательности белка PrP у различных видов позвоночных [по: Prusiner, 2001].

Важно отметить, что конформация PrPSc характерна лишь для белка, представленного в агрегатах. Эта конформация поддерживается за счт формирования межмолекулярных бета слов, которые стабилизированы водородными связями между аминокислотными остатками взаимодействующих мономеров. У мыши, протеазоустойчивый фрагмент, формирующий бета слои, соответствует С-терминальной последовательности с 90-й по 231-ю аминокислоту [Ma and Lindquist, 1999]. Спектральный анализ показал, что PrPC содержит 42% спиралей и 3% -структур, тогда как PrPSc содержит 30% -спиралей и 43% структур [Pan et al, 1993].

Эксперименты на мышах подтвердили, что частицы PrPSc устойчивы к кипячению и к некоторым режимам автоклавирования, при попадании в кишечник их не расщепляют ферменты желудочно-кишечного тракта [по:

Nicotera, 2001]. Агрегаты PrPSc попадают через кровь в лимфатические органы и накапливаются в фолликулярных дендритных клетках. Именно в этих клетках чужеродный агрегат PrPSc конвертирует собственный белок PrPC в аномальную изоформу PrPSc. На следующем этапе олигомеры PrPSc организма-хозяина из фолликулярных дендритных клеток транспортируются в клетки периферической, а затем и центральной нервной системы [Heikenwalder et al., 2007]. У мышей с делецией гена, кодирующего белок PrP, инфекционная передача прионных заболеваний не происходит. Это закономерно, поскольку частицы PrPSc, попавшие в организм извне, вызывают заболевание лишь в том случае, когда они запускают цикл прионной конверсии белка PrP организма-хозяина. В отличие от большинства других амилоидозов, для передачи прионных заболеваний нет необходимости искусственно повышать уровень продукции PrP в организме реципиента. Окончательные доказательства постулата, согласно которому инфекционным агентом является исключительно самовоспроизводящаяся аномальная форма белкаPrPSc, были получены относительно недавно – в 2010-м году в лаборатории И. Баскакова. Полученные in vitro фибриллы полноразмерного белка PrP интрацеребрально инокулировали сирийским хомячкам, что приводило к развитию инфекционной губчатой энцефалопатии [Makarava et al., 2010].

Множество работ посвящено исследованию функций белка PrP. Мыши с делецией гена Prnp, как правило, не претерпевают видимых физиологических изменений [Bueler et al., 1992], за исключением линии с нарушением режима «сон

- бодрствование», что указывает на возможную роль белка PrPC в регуляции циркадных ритмов [Tobler et al., 1996]. PrP выявлен в разнообразных тканях и органах: поджелудочной железе, почках, сердце, мышцах, вторичных лимфоидных органах, а также, в центральной и периферической нервной системе, что может указывать на многообразие его функций [по: Aguzzi et al., 2008]. Так, PrP участвует в регуляции Т-клеточного иммунного ответа, выполняет функции нейропротектора, связан с регуляцией апоптоза, участвует в сигнальной трансдукции и синаптической передаче, связывает ионы меди и других двухвалентных металлов и является антиоксидантом, взаимодействует с молекулами клеточной адгезии [по: Heikenwalder et al., 2007; по: Vana et al., 2007;

по: Aguzzi et al., 2008]. В ряде работ показано, что PrP участвует в формировании 40 миелиновых оболочек нервных волокон [Radovanovic et al., 2005; Bremer et al., 2010].

В 2009-м году были опубликованы данные, согласно которым PrPC, заякоренный на мембране нейронов, является рецептором для олигомеров пептида A, вызывающих болезнь Альцгеймера [Lauren et al., 2009]. Более того, оказалось, что PrPC универсальный рецептор для самых разнообразных патологических амилоидных олигомеров [Resenberger et al., 2011]. Подробнее взаимодействие PrP и пептида A будет рассмотрено в разделе 1.5.

«Взаимодействия прионов и амилоидов и влияние амилоидогенеза на регуляцию протеомных сетей». Функциональная значимость такого рода взаимодействий пока остатся непонятной. Возможно, связывание различных патологических амилоидов с PrPC, а также c никотиновым и глютаматным рецепторами, приводит к запуску апоптоза.

Экспериментально доказано существование различных конформационных вариантов PrPSc, которые могут отличаться друг от друга инфекционностью, повреждать разные участки мозга, влиять на длительность инкубационного периода и клинические проявления болезни [по: Prusiner, 2001]. В экспериментах на модельных животных [по: Morales et al., 2007], а также in vitro [Castilla et al., 2005], показано, что при передаче от организма к организму прион не меняет своих свойств. Это означает, что если заражать лабораторных животных разными вариантами PrPSc, то при развитии болезни у них будет обнаружен именно тот вариант приона, которым их заразили [Telling et al., 1996].

–  –  –

Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, связанное с гибелью нейронов, вырабатывающих дофамин в субстанции «нигра» (чрное тело), а также в других отделах ЦНС. Недостаток дофамина провоцирует активацию коры головного мозга [по: Goedert et al., 2012]. Основные симптомы 41 данного заболевания – тремор, мышечная ригидность, замедленность движений и неспособность удерживать равновесие при изменении позы. Первые симптомы проявляются только когда в «чрной субстанции» остатся не более 30 – 40% нейронов [по: Goedert et al., 2012]. Характерная особенность болезни Паркинсона

– наличие в нейронах «чрного тела» и других зон головного мозга патологических включений – телец Леви, основным компонентов которых являются агрегаты белка альфа-синуклеина [Polymeropoulos et al., 1997;

Poulopoulos et al., 2012]. Мутации, способствующие олигомеризации альфасинуклеина, вызывают предрасположенность к болезни Паркинсона [по: Goedert et al., 2012]. Высокую нейротоксичность демонстрируют не крупные агрегаты, а олигомеры этого белка. Есть основания полагать, что формирование телец Леви – это защитная реакция нейрона, который капсулирует токсичные агрегаты альфасинуклеина. В экспериментах с иммортализованной культурой клеток, сверхпродуцирующих альфа-синуклеин, показана передача олигомеров этого белка из клетки в клетку [Emanuele et al., 2015]. Амилоидные фибриллы альфасинуклеина, полученные in vitro, и гомогенат мозга модельных животных, содержащих соответствующие агрегаты, при инъекции в мозг мышам дикого типа, индуцируют амилоидогенез и нейродегенерацию [Luk et al., 2012; MasudaSuzukake et al., 2013]. В отличие от частиц PrPSc, прионные фибриллы белка synuclein, вероятно, не передаются естественным путм и не могут вызывать эпидемии. Вместе с тем, сам факт инфекционной передачи в результате инъекции и размножения агрегатов этого белка не вызывает сомнения.

–  –  –

заболеваний, таких как болезнь Альцреймера и синдром Дауна, помимо tau выявляются амилоидные агрегаты и других белков. В экспериментах с культурами клеток было установлено, что агрегаты tau могут транспортироваться из клетки в клетку [Medina et al., 2014]. Более того, относительно недавно были получены свидетельства инфекционных свойств олигомеров tau. Олигомеры этого белка, выделенные из мозга человека, умершего от болезни Альцгеймера, инъецировали в мозг мышам дикого типа, что индуцировало возникновение агрегатов tau в различных областях мозга мыши и вызывало нарушение памяти [Lasagna-Reeves et al., 2012]. Эти результаты позволяют полагать, что олигомеры tau обладают инфекционностью, т.е. демонстрируют прионные свойства.

Передача инфекции от одного организма другому естественным путм для олигомеров tau, как и для прионных агрегатов альфа-синуклеина, пока не показана.

1.4.2. Прионы низших эукариот

Существенный прогресс в понимании феномена прионизации был достигнут благодаря открытию прионов дрожжей Saccharomyces cerevisiae. В 1994 году Рид Викнер выдвинул гипотезу, согласно которой два цитоплазматически наследуемых нехромосомных детерминанта [PSI+] и [URE3] являются дрожжевыми прионами [Wickner, 1994]. Неменделевски наследуемые детерминанты [PSI+] и [URE3] были выявлены и генетически охарактеризованы более 40 лет назад [Cox, 1965; Lacroute, 1971], однако их физическая природа долгое время оставалась загадкой. Происхождение обоих упомянутых детерминантов было успешно объяснено в рамках прионной модели, согласно которой [PSI+] и [URE3] представляют собой прионные изоформы белков Sup35 и Ure2 [Wickner, 1994]. Sup35 выполняет функцию фактора терминации трансляции [Zhouravleva et al., 1995; Stansfield et al., 1995], Ure2 является негативным регулятором азотного метаболизма [Lacroute, 1971]. К настоящему времени у дрожжей выявлено девять прионных факторов, у которых идентифицированы белки-детерминанты. Помимо [PSI+] и [URE3], в их число входят [PIN+] [Derkatch et al., 1997, 2001], [ISP+] [Rogoza et al., 2010], [SWI+] [Du et al., 2008], [MOT3+] [Alberti et al., 2009], [OCT+] [Patel et al., 2009], [MOD+] [Suzuki et al., 2012], [Het-S] [Coustou et al., 1997] и [] [Roberts and Wickner, 2003] (см. табл. 3).

Таблица 3. Прионы грибов

–  –  –

агрегаты. Показано также, что Q/N обогащнные последовательности белка New1 и ещ 18 дрожжевых белков также демонстрируют прионные свойства [Osherovich and Weissman 2001; Alberti et al., 2009]. Вместе с тем, это отнюдь не означает, что полноразмерные белки, содержащие эти последовательности, способны прионизоваться. Совсем недавно была опубликована статья, авторы которой утверждают, что белки Tia1 и Pub1 также способны прионизоваться [Li et al., 2014]. Мы позволим себе не согласиться с этим утверждением, поскольку оно основано лишь на данных об агрегации белков Tia1 и Pub1 при сверхпродукции.

Авторы не показали ни наличие альтернативной изоформы при нормальном уровне продукции этих белков, ни инфекционности, ни наследования прионных свойств.

Фактор [URE3]1.4.2.1.

Фактор [URE3] представляет собой прионную форму белка Ure2 - продукта гена URE2 [Wickner, 1994; Wickner et al., 2004]. Белок Ure2 участвует в регуляции катаболизма азота и функционирует в клетке в виде димера. При росте клеток на средах с богатыми источниками азота белок Ure2 блокирует активность белка Gln3 - позитивного регулятора транскрипции гена DAL5, продукт которого обеспечивает транспорт уреидосукцината в клетку [Mitchell and Magasanik, 1984].

Мутации в гене URE2, как и наличие фактора [URE3], приводят к дерепрессии Dal5, в результате чего клетки приобретают способность использовать уреидосукцинат в качестве источника азота и предшественника урацила [Drillien et al., 1973]. Таким образом, штаммы, ауксотрофные по урацилу и содержащие фактор [URE3], приобретают способность расти на среде без урацила.

Показано, что пассирование дрожжей на среде с 5мМ GuHCl приводит к потере приона [URE3]. Элиминация приона обратима – частота спонтанного возникновения de novo составляет примерно 10-6. Временная сверхпродукция белка Ure2 увеличивает частоту возникновения [URE3] примерно в 100 раз.

Фенотип [URE3] сходен с фенотипическим проявлением мутаций в гене URE2, а для воспроизведения приона [URE3] необходимо наличие интактного гена URE2 [по: Wickner, 1994; Wickner et al., 2004].

Белок Ure2 дрожжей состоит из 354 аминокислотных остатков и его можно разделить на N- и С-терминальные домены [Fernandez-Bellot et al., 1999]. Cтерминальный домен репрессирует транскрипцию гена DAL5, тогда как Nтерминальная часть Ure2 (аминокислоты 1-65) необходима и достаточна для индукции и поддержания приона [URE3] [Masison and Wickner, 1995]. Nтерминальный домен Ure2 обладает способностью образовывать агрегаты, имеющие -складчатую структуру [Taylor et al., 1999]. Следует отметить, что Nдомен Ure2 обогащен аспарагиновыми остатками (их содержание составляет около 40%). Аспарагин-богатая область продолжается вплоть до 80-го аминокислотного остатка. Последовательность, ответственная за прионизацию Ure2, консервативна, аминокислоты с 10 по 39 идентичны у дрожжей S.cerevisiae, Ashbya gossypii, Candida kefyr, Candida glabrata, Candida lactis [Edskes and Wickner et al., 2002].

Химерный белок Ure2-GFP образует агрегаты в штаммах [URE3], но этого белка приводит к потере приона. Это, возможно, связано с тем, что присоединение химерного белка, включающего последовательность GFP, к протофибриллам Ure2 препятствует дальнейшей полимеризации. В клетках [URE3] что белок Ure2 образует глобулярные структуры из филаментозных полимеров [Speransky et al., 2001], причем эти структуры устойчивы к кипячению и для их разрушения необходима дополнительная обработка мочевиной. Белок Ure2 также может образовывать амилоидные структуры in vitro, сходные с фибриллами прионных белков млекопитающих [Taylor et al., 1999; Thual et al., 1999].

Стабильность фактора [URE3] зависит от наличия в клетке белковшаперонов Hsp104 и Ydj1 (Hsp40). При этом сверхэкспрессия гена HSP104 не изгоняет прион, тогда как сверхэкспрессия YDJ1 приводит к его элиминации.

46 Штаммы с делецией гена HSP104 не могут поддерживать [URE3] [Moriyama et al., 2000]. На поддержание [URE3] влияют также мутации в гене SSA2, кодирующем шаперон семейства Hsp70. Показано, что белки Ure2 из дрожжей S. paradoxus и S.

uvarum также способны прионизоваться в дрожжах S. cerevisiae, при этом возможна передача прионной конформации между белками из дрожжей разных видов [Baudin-Baillieu et al., 2003; Crapeau et al., 2009].

Фактор [PSI+]1.4.2.2.

[PSI+] является доминантным омнипотентным нонсенс-супрессором или аллосупрессором, то есть его появление в клетке дрожжей способствует считыванию всех трех кодонов-нонсенсов как значащих [Cox, 1965; Liebman and Sherman, 1979]. Гипотеза о прионной природе фактора [PSI+] была высказана Р.

Викнером [Wickner, 1994]. Фактор [PSI+] представляет собой прионную форму фактора терминации трансляции eRF3 - продукта гена SUP35 [Zhuravleva et al., 1995]. В прионной форме белок Sup35 частично инактивирован и не может эффективно функционировать в качестве вспомогательного фактора терминации трансляции eRF3. В этом случае в клетках штамма, маркированного нонсенсмутацией (например ade1-14), рибосома с определнной частотой прочитывает преждевременный стоп-кодон UGA как значащий, в результате чего образуется полноразмерный белок Ade1 и клетки приобретают способность расти на среде без аденина. Таким образом, прионизация Sup35 вызывает наследуемое изменение признака и может детектироваться на фенотипическом уровне (см. рис.

6).

В рамке считывания, соответствующей белку Sup35 (685 а. к.), принято выделять три домена, начинающихся с остатка метионина: N (1-123 а. к.), M (124а. к.), C (254-685 а. к.) [Kushnirov et al., 1988]. С-домен необходим для поддержания жизнеспособности клетки и выполняет функцию фактора eRF3 в терминации трансляции, он консервативен у всех эукариот и имеет высокую степень сходства с фактором элонгации трансляции EF-1А эукариот и EF-Tu прокариот. N- и M-домены несущественны для жизнеспособности клеток [TerAvanesyan et al., 1993]. N-домен необходим для прионизации белка, он содержит участки, обогащнные Q/N и олигопептидные повторы из 9 аминокислотных остатков PQGGYQQYN [Кushnirov et al., 1988;Ter-Avanesyan et al., 1994].

–  –  –

Рисунок 6. Фенотипическое проявление прионизации белка Sup35.

Пояснения: Мономеры белка Sup35 в нормальной клеточной конформации изображены в виде красных кружков. Мономеры Sup35 в прионной изоформе изображены в виде красных квадратов. Жлтой четырхконечной звздочкой обозначен преждевременный кодон UGA в гене ADE1 и в соответствующей последовательности РНК.

Аспарагин-глутамин богатый участок необходим для индукции и передачи в ряду поколений прионных свойств Sup35. Делеционный анализ Sup35 показал, что минимальный фрагмент, достаточный для индукции [PSI+], включает аспарагин-глутамин богатый участок и первые два олигопептидных повтора. Для 48 поддержания [PSI+] необходимо наличие всех пяти олигопептидных повторов [Osherovich et al., 2004]. Одно из характерных свойств приона [PSI+] – зависимость от уровня экспрессии гена HSP104 [Chernoff et al., 1995]. Передача [PSI+] дочерним клеткам требует оптимального уровня продукции шаперона Hsp104, необходимого для разрезания агрегатов Sup35 и образования т.н.

«прионных зерен» – небольших агрегатов, за счет которых происходит передача приона в дочернюю клетку при клеточном делении.

Агрегаты белка Sup35, как выделенные из клеток штамма [PSI+], так и полученные in vitro, при введении их в клетки дрожжей с помощью метода белковой трансформации индуцируют прионизацию клеточного белка Sup35 [King and Diaz-Avalos, 2004]. Эти же эксперименты показали, что наличие вариантов прионов у дрожжей связано исключительно со структурными особенностями прионных агрегатов Sup35, и не зависит от других белков.

Фактор [PIN+]1.4.2.3.

В экспериментах И. Л. Деркач с соавторами было показано, что индукция фактора [PSI+] при сверхэкспрессии полноразмерного гена SUP35 зависит от наличия другого прионоподобного элемента - [PIN+] ([PSI+] inducibility) [Derkatch et al., 1997]. Фактор [PIN+], также как и фактор [PSI+], передатся с цитоплазмой, изгоняется под воздействием GuHCl и способен возникать в клетках [pin-] de novo.

В отличие от фактора [PSI+], к элиминации фактора [PIN+] приводит только делеция гена HSP104, но не его сверхэкспрессия.

Данные о молекулярной природе фактора [PIN+] были получены в результате работ двух исследовательских групп. В 2000-м году было показано, что белок Rnq1 присутствует в некоторых дрожжевых штаммах в мономерном состоянии, а в других штаммах образует агрегаты [Sondheimer and Lindquist, 2000]. В работе других исследователей было доказано, что именно прионная форма белка Rnq1 выполняет функцию фактора [PIN+], т.е. прионизация этого 49 белка способствует прионной конверсии Sup35 в случае его сверхпродукции [Derkatch et al., 2001].

В белке Rnq1 выделяют два домена: N-терминальный (1-152 а.к.) и Стерминальный (153-405 а.к.), богатый Asn/Gln и способный к переходу в прионную конформацию [Sondheimer and Lindquist, 2000]. Какие-либо функции этого белка, не связанные с участием в прионизации eRF3, неизвестны, однако диплоиды, гомозиготные по делеции гена RNQ1, образуют восьмиспоровые аски с частотой 1-4% [Orlowska-Matuszewska and Wawrzycka, 2006]. Прионная природа фактора [PIN+] была подтверждена в экспериментах по трансформации клеток дрожжей [pin-] агрегатами белка Rnq1, полученными in vitro, и экстрактами клеток, несущих фактор [PIN+]. В обоих случаях экзогенные агрегаты белка Rnq1 индуцировали прионизацию [Patel and Liebman, 2007].

Фактор [SWI+]1.4.2.4.

Фактор [SWI+] представляет собой прионную форма белка Swi1, входящего в эволюционно консервативный АТФ-зависимый хроматин-ремодулирующий комплекс SWI/SNF, участвующий в транскрипционной регуляции примерно 6% генов дрожжей S. cerevisiae. Интересно отметить, что по приблизительным оценкам в дрожжевой клетке представлено всего порядка 80 молекул белка Swi1, но тем не менее прионные агрегаты [SWI+] (по всей вероятности олигомеры) стабильно передаются в ряду клеточных поколений. Фактор [SWI+] доминантен и способен передаваться цитоплазматически [Du Прионная et al., 2008].

инактивация вызывает задержку роста штаммов на средах с Swi1 неферментируемыми источниками углерода, такими как раффиноза и галактоза, а также приводит к нарушению споруляции [Du et al., 2008]. Сверхпродукция Swi1 не способствует заметному повышению частоты индукции фактора [SWI+], однако возникновение приона отмечается в результате трансформации штаммов [swi-] амилоидными фибриллами N-терминального фрагмента белка Swi1 [Du et al., 2010]. Было показано, что для поддержания приона [SWI+] необходима и достаточна продукция аспарагин-обогащнного фрагмента Swi1, содержащего всего 37 N-терминальных аминокислот этого белка [Crow et al., 2011].

Клетки дрожжей утрачивают фактор [SWI+] при инкубации на среде с GuHCl, или в результате делеции гена HSP104. Кроме того, данный прион с высокой частотой теряется при тепловом шоке и в результате изменения уровня продукции шаперонов семейства Hsp70 [Hines et al., 2011]. Сверхэкспрессия гена HSP104 не влияет на стабильность фактора [SWI+].

Факторы [ISP+], [MOT3+], [OCT+] и [MOD+]1.4.2.5.

Целенаправленный поиск прионов и исследование факторов, предположительно имеющих прионную природу, привели к открытию в начале XXI века ряда новых белков дрожжей S. cerevisiae, способных к прионному превращению. Фактор [ISP+] снижает эффективность нонсенс-супрессии у мутантов по гену SUP35. Этот фактор проявляет нехромосомный характер наследования, обратимо изгоняется при инкубации на среде с GuHCl и демонстрирует доминантное наследование при скрещивании штаммов [ISP+] со штаммами [isp-]. Отсутствие шаперона Hsp104, так же как и его сверхпродукция, не влияет на проявление и поддержание [ISP+] [Рогоза и др., 2009]. Структурный ген фактора [ISP+] - SFP1 кодирует транскрипционный фактор, регулирующий экспрессию рибосомных генов [Marion et al., 2004; Xu and Norris, 1998; Cipollina et al., 2005]. Сверхэкспрессия гена SFP1 индуцирует появление [ISP+], делеция гена SFP1 приводит к потере этого фактора [Рогоза и др., 2009; Rogoza et al., 2010].

Фактор [MOT3+] обнаружен в результате направленного скрининга прионов среди дрожжевых белков, содержащих Q/N-обогащнные последовательности [Alberti et al., 2009]. Белок Mot3p - это транскрипционный регулятор, участвующий в контроле метаболизма углерода и стресс-ответа [Grishin et al., 1998]. В аэробных условиях он подавляет экспрессию генов, отвечающих за рост в анаэробных условиях. Прионный домен белка Mot3, слитый с желтым флуоресцирующим белком EYFP, образует видимые агрегаты в штаммах [MOT3+]. Прионный домен белка Mot3 образует in vitro амилоидные агрегаты, устойчивые к 2% SDS. Фактор [MOT3+] наследуется доминантно, изгоняется при инкубации на среде с GuHCl, его стабильность зависит от шаперона Hsp104 [Alberti et al., 2009].

Фактор [OСT+] – прионная форма белка Cyc8, входящего в состав транскрипционного регуляторного комплекса Cyc8-Tup1, контролирующего экспрессию более 7% генов дрожжей S. cerevisiae. Cyc8 был выявлен в скрининге белков, сверхпродукция которых повышает частоту возникновения фактора [PSI+] de novo. Сверхпродукция прионного С-терминального домена белка Cyc8 приводит к появлению фактора [OСT+]. Фактор [OСT+] наследуется доминантно, передается при цитодукции, изгоняется при инкубации на среде с GuHCl и в результате инактивации белка Hsp104. Сверхэкспрессия гена HSP104 не влияет на стабильность фактора [OСT+]. В клетках [OСT+] химерный белок Cyc8-YFP образует агрегаты как в цитоплазме, так и в ядре [Patel et al., 2009].

Фактор [MOD+] представляет собой прионную форму белка Mod5 [Suzuki et al., 2012]. Mod5 в отличие от всех прочих дрожжевых белков, формирующих амилоидные агрегаты, не содержит Q/N-обогащнных последовательностей.

Сверхпродукция а также трансформация дрожжей амилоидными Mod5, фибриллами этого белка, вызывает индукцию фактора [MOD+] [Suzuki et al., 2012]. Делеция Hsp104 или пассирование штамма [MOD+] на среде с GuHCl вызывают элиминацию прионного детерминанта. Интересно отметить, что в результате прионизации Mod5 в дрожжевой клетке повышается уровень эргостерола, что способствует большей устойчивости культуры к антигрибковым агентам, таким как флюконазол и кетоконазол [Suzuki et al., 2012].

Факторы [] и [GAR+]1.4.2.6.

Определение Стенли Прусинера, согласно которому прионы представляют собой инфекционные белковые частицы [Prusiner, 1989], не постулирует, что белок обязательно должен изменять конформацию. В соответствии с этим, формирование самовоспроизводящихся (расщепляющихся) амилоидных агрегатов нельзя рассматривать как единственно возможный механизм прионогенеза. Робертс и Викнер описали альтернативный механизм самовоспроизводящихся изменений белка, приводящих к наследственным изменениям [Roberts and Wickner, 2003]. Активация вакуолярной протеазы В (PrB) происходит в результате нескольких последовательных этапов процессинга.

Процессинг регулируется протеазой А (PrA), а также автокаталитически за счт активности зрелого белка PrB. Активная форма PrB осуществляет протеолиз белков. В частности, белки PrA и PrB совместно регулируют процессинг ещ одной протеазы CpY, и их инактивация блокирует споруляцию. Было показано, что при пассировании дрожжей на среде с галактозой делеция гена PEP4, кодирующего PrA, не приводит к инактивации PrB, то есть в этих условиях процессинг PrB может осуществляться автокаталитически. Пересев клеток pep4 на среду с глюкозой приводит к необратимой элиминации активности PrB.

Активная форма белка PrB передатся цитодукцией, если в качестве донора используется штамм pep4, пассирующийся на среде с галактозой, а в качестве реципиента такой же штамм, в котором PrB инактивирован пассированием на среде с глюкозой. Таким образом, активная форма PrB, как и прионы, поддерживается автокаталитически и обладает инфекционностью (передатся цитодукцией). Исходя из этих данных, авторы предложили называть процессированный белок PrB прионом [] [Roberts and Wickner, 2003]. По сути, в этой работе был описан новый механизм белковой наследственности, который принципиально отличается от механизма наследования инфекционных амилоидов.

Другим примером неамилоидных прионов является фактор [GAR+]. В норме, при наличии в среде глюкозы, в дрожжевой клетке происходит репрессия потребления других источников углерода. Фактор [GAR+] блокирует глюкозную репрессию, штаммы [GAR+] способны потреблять глицерин в присутствие глюкозамина [Ball et al. 1976]. Фактор [GAR+], как и прочие прионы, доминантен, наследуется 4:0 в мейозе, передатся цитодукцией, и может возникать de novo.

Исследованию данного фактора посвящн ряд работ, но по-прежнему нет ясности в вопросе о его детерминантах. Индукция [GAR+] происходит с высокой частотой при сверхэкспрессии гена STD1, а к его элиминации приводит одновременная делеция гена STD1 и N-терминальной части гена PMA1 [Brown and Lindquist, 2009]. Белки Pma1 и Std1 не образуют амилоидные полимеры в штаммах [GAR+] [Brown and Lindquist, 2009]. Косвенным свидетельством в пользу неамилоидной природы [GAR+] является его независимость от активности шаперона Hsp104 [Brown and Lindquist, 2009]. Возможно, возникновение фактора [GAR+], не связано с конформационными изменениями белка, а является примером структурной наследственности, сходным с кортикальной наследственностью у инфузорий [Beisson and Sonneborn, 1965]. Можно допустить, что наличие или отсутствие фактора [GAR+] определяется разными способами сборки белкового комплекса, состоящего из двух или нескольких элементов. Мы можем предложить и другую возможную модель – временная сверхпродукция белка Std1, который является активатором киназ [Kuchin et al., 2003], вызывает гипперфосфорилирование Pma1, и однажды распознав этот белок в качестве мишени, киназы продолжают обеспечивать фосфорилирование Pma1 в ряду поколений. Наша гипотеза имеет право на жизнь, поскольку последовательность Pma1 содержит необычайно много (а именно 28) потенциальных сайтов фосфорилирования [Swaney et al., 2013].

Фактор [Het-s] мицелиального гриба Podospora anserina 1.4.2.7.

Фактор [Het-s] это ещ один пример эпигенетического изменения, обусловленного прионной конверсией. Слияние гиф грибов, принадлежащих к двум разным мицелиям, приводит к образованию гетерокариона, однако в ряде случаев этот процесс заканчивается гибелью гетерокариона из-за отличий между двумя мицелиями по аллелям генов несовместимости (рисунок 7). У грибааскомицета Podospora anserina известно 9 локусов het (от heterokaryon formation), контролирующих вегетативную несовместимость. Один из них - локус het-s представлен двумя аллелями (het-s и het-S). Прион образует только белковый продукт аллели het-s [Coustou et al., 1997]. В штаммах [Het-s*] белок HET-s находится в нативной конформации. Если происходит прионизация белка, то фенотип штамма обозначают как [Het-s]. При слиянии прионсодержащих гиф ([Het-s]) и гиф [Het-s*], в которых белок представлен в мономерной изоформе, образуется гетерокарион и весь пул белка HET-s переходит в прионное состояние.

При слиянии прионсодержащих гиф ([Het-s]) и гиф, содержащих аллель het-S, происходит гибель гетерокариона. Таким образом, прион контролирует вегетативную несовместимость [Coustou et al., 1997; Wickner, 1997].

Белок HET-s отличается от большинства известных прионных белков низших эукариот отсутствием участков с повышенным содержанием глутамина и аспарагина. В ходе изучения трехмерной структуры белка HET-s границы и функции доменов были определены следующим образом: N-домен (аминокислоты 1-217), образованный в основном -спиралями, важен для регуляции несовместимости, тогда как неструктурированный С-домен (аминокислоты 218-289) отвечает за прионизацию [Balguerie et al., 2003]. После перехода в прионную конформацию в С-домене преобладают -слои, образующие структуру устойчивую к обработке протеиназой К [Balguerie et al., 2004].

Изучение фибрилл, полученных in vitro, показало, что HET-s(218-289) образует левозакрученный -соленоид с треугольным гидрофобным основанием [Wasmer et al., 2008]. Для фибрилл HET-s(218-289) характерна полярность, и добавление новых мономеров в условиях in vitro при комнатной температуре происходит только с одного конца. Механизм добавления мономера к уже имеющемуся амилоиду включает в себя присоединение неструктурированного прионного домена к концу протофибриллы с последующим конформационным изменением и встраиванием в структуру фибриллы. [Baiesi et al., 2011]. Белок HET-s (218-289) способен прионизоваться и при экспрессии его структурного гена в клетках дрожжей S.cerevisiae. В этом случае поддержание прионной конформации требует наличия белка-шаперона Hsp104 [Taneja et al., 2007].

Рисунок 7. Система несовместимости [Het-s]/[Het-S] [по: Saupe, 2011].

Гетерокарион, образующийся в результате слияния мицелиев [Het-s] и [Het-S] (обозначен серым цветом), погибает.

1.4.3. Функциональная значимость прионов В последние годы разгорелась дискуссия о функциональной значимости прионов микроорганизмов, причм наиболее активно обсуждаются две гипотезы, абсолютно противоречащие друг другу. Авторы одной гипотезы утверждают, что наследуемые изменения, возникающие в результате прионизации дрожжевых белков адаптивны, и клетки, содержащие прионы, приобретают селективные преимущества. Апологетом этой точки зрения является С. Линдквист. В серии работ, проведнных в лаборатории С. Линдквист [Halfmann et al., 2010; 2012;

Holmes et al., 2013; Jarosz et al., 2014], были получены следующие доказательства в пользу гипотезы об адаптивной роли прионов:

1) В некоторых штаммах S. cerevisiae, взятых в коллекцию из природы, белки Rnq1 и Sup35 представлены в прионной форме. По мнению авторов, это доказывает, что индукция прионизации может обеспечивать преимущества в меняющихся условиях внешней среды.

2) Некоторые варианты приона [PSI+] обеспечивают лучшую адгезию клеток с агаром, что позволяет клеткам прочнее связываться с субстратом.

3) Индукция приона [MOT3+] вызывает повышение устойчивости клеток к некоторым химическим соединениям.

Рид Викнер напротив, утверждает, что дрожжевые прионы - это патология [Wickner et al., 2011; 2014; Kelly and Wickner, 2013]. В поддержку своей позиции он приводит элегантный эксперимент, в котором было показано, что некоторые варианты [PSI+] убивают дрожжевые клетки.

Ко всем приведнным доводам возникают вопросы и комментарии. В частности, доказывает ли присутствие прионов в природных штаммах их адаптивные свойства? Ведь широкое распространение вируса гриппа в популяциях людей не говорит о том, что он обеспечивает преимущества организму-носителю. Достаточно того, что есть механизм, обеспечивающий распространение вируса. Кроме того, прионизация обычно сопровождается если не полной, то частичной инактивацией белка. Всегда ли те преимущества, которые обеспечивает прионизация, компенсируют негативные эффекты инактивации прионного белка? С другой стороны, наличие некоторых вариантов прионов, которые убивают клетку, не доказывает, что другие варианты не могут обеспечивать селективное преимущество в определнных условиях внешней среды.

Для обсуждения функциональной значимости прионов полезно провести сравнительный анализ последствий прионизации и мутаций, рассмотрев схему, предложенную Ю. Черновым (рис. 8) [по: Chernoff, 2001].

Рисунок 8. Сравнительный анализ последствий мутаций и прионизации [по:

Chernoff, 2001].

Как видно из приведнного рисунка, прионизация, как и мутация, приводит к изменению конформации и, следовательно, к изменению функциональной активности белка. Такой сравнительный анализ последствий прионизации и мутаций позволяет нам рассмотреть прионы микроорганизмов с эволюционной точки зрения. Можно допустить, что прионная конверсия, как и доминантные мутации, чаще всего отметается отбором, но иногда возникновение нового приона может приводить к адаптивным изменениям. Это, в частности, может происходить в тех случаях, когда прионизация приводит к возникновению новой функции белка, а частичная потеря его исходной функциональной активности несущественна. Пожалуй, известен только один прион, имеющий эволюционную значимость. Речь идт о прионе Het-s Podospora anserina, поскольку его наличие препятствует вегетативному слиянию гиф различных штаммов и предотвращает тем самым распространение вредных симбионтов, паразитирующих в гифах [Coustou et al., 1997]. Говорить о том, что все прионы полезны или вредны, так же бессмысленно, как рассуждать о пользе или вреде всех мутаций. Каждый случай нужно рассматривать индивидуально.

Прионы млекопитающих теоретически могут иметь эволюционную значимость только в том случае, когда они передаются по наследству. Пока таких прионов не обнаружено. Возникновение приона PrPSc или инфекционных агрегатов белков tau и -synuclein приводит лишь к развитию ненаследуемой патологии. Рассматривая прионы млекопитающих, уместней обсуждать не их эволюционную значимость, а возможную роль в регуляции процессов онтогенеза.

Теоретически можно предположить, что запрограммированная индуцибельная прионизация может быть эффективной системой регуляции некоторых процессов в организме млекопитающих. Как мы уже отмечали, не исключено, что амилоидные олигомеры белков CPEB и ORB2, стабилизирующие нервные синапсы, воспроизводятся в нейронах за счт прионоподобного механизма.

Известны и другие системы регуляции жизненно-важных процессов, в которых важную роль играет индуцибильная агрегация белка. Так, в случае вирусной инфекции белок RIG-I связывается с вирусной РНК и димеризуется.

Димеры RIGI, в комплексе с РНК связывают полиубиквитиновую цепочку, после чего этот комплекс взаимодействует с белком MAVS, который является рецептором митохондриальной мембраны. В результате этого, формирует MAVS высокомолекулярные агрегаты, что провоцирует антивирусный каскад – наработку интерферона и фактора NFkB [Hou et al., 2011]. Мы привели этот интереснейший пример функциональной активности индуцибельных белковых агрегатов, несмотря на то, что агрегаты MAVS, совершенно очевидно, не являются ни амилоидами, ни прионами. Авторы цитируемой работы поспешили назвать MAVS прионом, основываясь лишь на том факте, что предсуществующие фибриллы MAVS присоединяют мономеры этого белка в пробирке. Если пойти вслед за авторами, то прионом можно считать любой белковый агрегат (даже не амилоидный) способный присоединять новые мономеры. Поскольку в данном случае речь не идт о самовоспроизведении (т.е. размножении) агрегатов и их инфекционности, то мы не можем согласиться с такой трактовкой. Если представить, что агрегаты MAVS действительно могли бы размножаться (а не просто расти) и передаваться из клетки в клетку в организме человека, то любая вирусная инфекция провоцировала бы пожизненное повышение температуры тела, и, вероятно, эта жизнь была бы недолгой. Рассматривая прионную конверсию как потенциальный регулятор различных процессов в органах и тканях, надо помнить, что такой регулятор сложно выключить. Если для прекращения неинфекционного амилоидогенеза достаточно снизить уровень продукции соответствующего белка, то цикл прионной конверсии будет воспроизводиться и без сверхпродукции.

Взаимодействие прионов и амилоидов и влияние амилоидогенеза на 1.5.

регуляцию протеомных сетей Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что инфекционные и неинфекционные амилоиды могут взаимодействовать, и наличие амилоидных полимеров одного белка может инициировать агрегациию другого.

Классической иллюстрацией этого тезиса является взаимодействие прионов [PIN+] и [PSI+]. Наличие приона [PIN+] является необходимым условием как для спонтанного появления [PSI+], так и для возникновения приона [PSI+] на фоне сверхпродукции белка Sup35 [Derkatch et al., 1996; Derkatch, Liebman, 2007]. На этапе инициации прионной конверсии Sup35 этот белок колокализуется с прионными агрегатами Rnq1 [Vitrenko et al., 2007; Du and Li 2014]. После возникновения приона [PSI+] агрегаты Sup35 и Rnq1 уже не колокализуются. На основании этих данных прионные агрегаты Rnq1 рассматривают в качестве

–  –  –

Вполне возможно, что справедливы обе гипотезы - [PIN+] может способствовать одновременно и физическому сближению мономеров Sup35 и изменению их конформации. Есть основания полагать, что индукции одного приона другим способствует сходство аминокислотной последовательности белков Rnq1 и Sup35. Наличие приона [SWI+] также способствует повышению частоты индукции [PSI+] в штаммах [pin-][psi-] [Du and Li, 2014]. Напомним, что прионные домены и содержат Rnq1, Swi1 Sup35 Q/N-обогащнные последовательности. Более того, в ходе скрининга детерминанта фактора [PIN+] было выявлено 11 белков, сверхпродукция которых повышает частоту индукции приона [PSI+]. Семь из них содержат Q/N-обогащнные последовательности [Derkatch et al. 2001].

Интересно, что индукция одного приона другим не может объясняться исключительно в рамках модели «затравки». Показано, что белок Mod5, представленный в прионной форме [MOD+], повышает частоты индукции [PSI+], однако физического взаимодействия агрегатов Mod5 с белком Sup35 не отмечено [Arslan et al., 2015]. Здесь необходимо вспомнить, что Mod5 в отличие от других дрожжевых прионогенных белков не содержит последовательностей, обогащнных глутамином или аспарагином. По всей вероятности, прионная инактивация Mod5, который является транскрипционным регулятором [Pratt-Hyatt et al., 2013], влияет на продукцию Sup35 или его функциональных партнров.

После этапа инициации прионогенеза, опосредованного агрегатами другого белка, прионные конформеры разных белков как правило уже не взаимодействуют в дрожжевой клетке [Bagriantsev and Liebman, 2004]. При наличии «сильного» варианта [PSI+] (вариант в котором активно идт полимеризация белка и фрагментация полимеров) мономеры Sup35 уже не присоединяются к матрице [PIN+] или [SWI+]. По крайней мере, сильные варианты [PSI+] стабильно поддерживаются и не меняют свои свойства в ряду поколений.

Переключения вариантов прионов отмечены с частотой, сопоставимой с частотой спонтанного мутагенеза, лишь для «слабых», нестабильных вариантов [PSI+].

Очевидно, что эффективность присоединения белка к прионной затравке зависит от гомологии последовательностей белков. Замена даже одной аминокислоты в последовательности Sup35 может привести к тому, что изменнный белок утрачивает способность присоединяться к предсуществующей матрице [PSI+] [Marchante et al., 2013; Bondarev et al., 2015]. Индукция одного приона другим представляет собой редкое событие, происходящее с низкой частотой. После инициации прионизации на этапе элонгации мономеры белка в каждом клеточном поколении присоединяются уже к собственной матрице, что обеспечивает стабильное наследование приона. Различия в эффективности взаимодействия мономеров с гетерологичной и гомологичной матрицей могут быть объяснены в рамках «арочной» модели, предложенной А. Кайавой [Kajava et al., 2010] (см.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 

Похожие работы:

«СЕТДЕКОВ РИНАТ АБДУЛХАКОВИЧ РАЗРАБОТКА НОВЫХ СРЕДСТВ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ЭШЕРИХИОЗОВ ТЕЛЯТ И ПОРОСЯТ 06.02.02 – ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология Диссертация на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук Научный консультант: доктор ветеринарных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ и РТ Юсупов...»

«БЕСЕДИНА Екатерина Николаевна УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ IN VITRO Специальность 06.01.08 – плодоводство, виноградарство Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный руководитель – кандидат биологических наук Л.Л. Бунцевич Краснодар 201 Содержание...»

«Трубилин Александр Владимирович СРАВНИТЕЛЬНАЯ КЛИНИКО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАПСУЛОРЕКСИСА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ФАКОЭМУЛЬСИФИКАЦИИ КАТАРАКТЫ НА ОСНОВЕ ФЕМТОЛАЗЕРНОЙ И МЕХАНИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 14.01.07 – глазные болезни Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный...»

«Вафула Арнольд Мамати РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПАПАЙИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗДОРОВОГО ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА И ЭКСТРАКТОВ С БИОПЕСТИЦИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЕЕ ОТ ВРЕДНЫХ ОРГАНИЗМОВ Специальности: 06.01.07 – защита растений 06.01.01 – общее земледелие и растениеводство Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных...»

«СИДОРОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА ОСОБЕННОСТИ АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ У ДЕВУШЕК К УСЛОВИЯМ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ 03.02.08 Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент Драгич О.А. Омск-2015 СОДЕРЖАНИЕ Введение.. Глава 1 Обзор литературы.. 1.1. Механизмы адаптации организма человека к окружающей среде 1.2. Закономерности развития...»

«БОЛОТОВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ И МИГРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЭКОСИСТЕМАХ ВОЛГОГРАДСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА Специальность: 03.02.08. Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук,...»

«ПОДОЛЬНИКОВА ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО СТАТУСА МОЛОКА КОРОВ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ) Специальность: 03.02.08 – экология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание степени кандидата биологических наук Научный руководитель: Заслуженный работник высшей школы РФ доктор...»

«Шемякина Анна Викторовна БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА BETULA L. 03.02.14 – Биологические ресурсы Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Колесникова Р.Д. Хабаровск – 20 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1.1 Общие...»

«Цвиркун Ольга Валентиновна ЭПИДЕМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КОРИ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИ. 14.02.02 – эпидемиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР профессор, доктор медицинских наук Ющенко Галина Васильевна Москва – 20 Содержание...»

«Любас Артем Александрович ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ПРЕСНОВОДНЫХ МОЛЛЮСКОВ В НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ВОДОТОКАХ С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМИ ПРИРОДНЫМИ УСЛОВИЯМИ Специальность 25.00.25 – геоморфология и эволюционная география Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук Научный руководитель: доктор биологических наук...»

«Мансуров Рашид Шамилович Применение препарата Солунат при выращивании бройлеров 06.02.08. – кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор, Заслуженный деятель науки Российской...»

«Якимова Татьяна Николаевна Эпидемиологический надзор за дифтерией в России в период регистрации единичных случаев заболевания 14.02.02 эпидемиология диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор...»

«АУЖАНОВА АСАРГУЛЬ ДЮСЕМБАЕВНА ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И БИОПРЕПАРАТА РИЗОАГРИН НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ, АДАПТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ 03.02.08 – Экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор...»

«ХАПУГИН Анатолий Александрович РОД ROSA L. В БАССЕЙНЕ РЕКИ МОКША 03.02.01 – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель Силаева Татьяна Борисовна д.б.н., профессор САРАНСК ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ РОДА ROSA L. В БАССЕЙНЕ МОКШИ. Глава 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РОДА ROSA L. 2.1. Характеристика рода Rosa L. 2.2. Систематика рода Rosa L. Глава 3....»

«Мануйлов Виктор Александрович Генетическое разнообразие вируса гепатита В в группах коренного населения Сибири 03.01.00 – молекулярная биология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: член-корр. РАН, профессор, д.б.н. С.В. Нетесов...»

«ДОРОНИН Игорь Владимирович Cистематика, филогения и распространение скальных ящериц надвидовых комплексов Darevskia (praticola), Darevskia (caucasica) и Darevskia (saxicola) 03.02.04 – зоология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, заслуженный эколог РФ Б.С. Туниев Санкт-Петербург Оглавление Стр....»

«БРИТАНОВ Николай Григорьевич ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ ИЛИ ЛИКВИДАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПО ХРАНЕНИЮ И УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ 14.02.01 Гигиена Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор...»

«Иртегова Елена Юрьевна РОЛЬ ДИСФУНКЦИИ СОСУДИСТОГО ЭНДОТЕЛИЯ И РЕГИОНАРНОГО ГЛАЗНОГО КРОВОТОКА В РАЗВИТИИ ГЛАУКОМНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ НЕЙРОПАТИИ 14.01.07 – глазные болезни ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор...»

«Сафранкова Екатерина Алексеевна КОМПЛЕКСНАЯ ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ ОБЩЕГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ УРБОЭКОСИСТЕМ Специальность 03.02.08 – экология (биологические науки) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор...»

«Храмцов Павел Викторович ИММУНОДИАГНОСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОСТВАКЦИНАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА К КОКЛЮШУ, ДИФТЕРИИ И СТОЛБНЯКУ 14.03.09 – Клиническая иммунология, аллергология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, Раев Михаил Борисович...»







 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.