Прионами называют самораспространяющиеся и трансформируемые белковые изоформы. Они представляют собой белки с аномальной третичной структурой, способные индуцировать конформационное превращение гомологичных им нормальных клеточных белков в прионную форму. Белок в прионной форме меняет укладку нормального белка «по своему образу и подобию», изменяя его третичную структуру и таким образом увеличивая количество прионных белков. Такие неправильно уложенные белки, в свою очередь, образуют амилоиды — фибриллярные отложения, содержащие большое количество Р- структур, размером от небольших олигомеров до больших нерастворимых агрегатов.
Накопление белковых амилоидов в организме человека или млекопитающих, а конкретно, в их нервных клетках, является причиной развития различных нейродегенаративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, Хантингтона, Крейтцфельда-Якоба и других. На данный момент не существует ни действенных методов лечения подобных болезней, ни точного описания механизма их развития, чем и объясняется актуальность исследований механизма образования амилоидов и распространения прионов.
Белок дрожжей Saccharomyces cerevisiae - Sup35 используется в качестве удобной модельной системы для изучения механизмов образования и распространения амилоидов. Механизм его прионизации достаточно хорошо изучен и описан в большом количестве различных научных работ. Хотя он и не гомологичен прионному белку млекопитающих PrP, ответственному за заболевания человека, однако механизм его укладки и агрегации весьма схож с механизмами для PrP, поэтому понимание переходных процессов для белка Sup35 может проложить путь для разработки эффективной диагностики и лечения заболеваний.
Количество полученной информации о механизмах агрегации и о структурных и морфологических свойствах агрегатов в последнее время значительно увеличилось, однако детальный механизм перехода белков в амилоидную форму, а также влияние амилоидных агрегатов на цитотоксичность на данный момент остаются неизвестными. Для исследования амилоидообразования применяют ряд различных методик, таких как микроскопия, метод кругового дихроизма, флуоресценция в присутствии тиофлавина Т, инфракрасная спектроскопия и метод динамического рассеяния света.
В данной работе изучалась кинетика агрегации и морфология полученных фибрилл белка Sup35 с помощью динамического рассеяния света, сканирующей электронной микроскопии и атомной силовой микроскопии.
1. Метод динамического рассеяния света позволяет определять зависимость распределения фибрилл прионного белка Sup35NM по длинам от времени его агарегации.
2. Замены M0 (QQ33 — KK34) и M5 (QQ89-90KK) затрудняют агрегацию белка Sup35NM.
3. Отсутствие M-домена в белке Sup35NM упрощает его агрегацию.
Результаты были ранее представлены на VI Молодежной конференции по молекулярной и клеточной биологии Института цитологии РАН.
