1. Введение
2. Обзор литературы:
2.1 Прионы и амилоиды
2.2 Структура прионного белка Sup35
2.3 Фактор [PSI+]
2.4 Модели структурной организации агрегатов Sup35
3. Методы исследования прионного белка Sup35:
3.1 Атомно-силовая микроскопия (AFM)
3.2 Сканирующая туннельная микроскопия (STM)
3.3 Поверхностно-усиленная иголка рамановской спектроскопии (SERS)
и зондово-усиленная иголка рамановской спектроскопии (TERS). . . . . . . . 16
4. Цель работы
5. Материалы и методы
6. Результаты и их обсуждение:
6.1 Исследования с помощью АСМ и СТМ
6.2 Исследования с помощью ПУРС
Выводы
Список используемой литературы
В начале 18 века в Великобритании были зарегистрированы случаи
необычного поведения овец на фермах. Животные страдали от сильного зуда
и постоянно тёрлись о деревья и заборы. На протяжении долгого времени
было не понятно, что же на самом деле является главной причиной столько
необычного поведения домашнего скота. Вклад в изучения внес Бёрн
Сигурдсон, который в 1933 году начал изучать столь редкое неизвестное
ранее заболевание. Он пришел к выводу, что главное причиной данной
болезни являются медленные инфекции и выделил несколько главных
отличий: продолжительность инкубационного периода, характерные
пораженные части организма, медленное развитие инфекции и следствие
всего этого- летальный исход. Позже выяснилось, что это были первые
случаи- почесухи овец или скрейпи. Такие же похожие симптомы были
обнаружены и у другого домашнего скота- коров, они в свою очередь
страдали бешенством. Все эти заболевания позже отнесли к классу
трансмиссивной губчатой энцефалопатии. В середине 20 века К. Гайдушек и
В. Зигас описали болезнь известную среди горных племен форе- «куру» (в
пер.- «дрожь»), которую изучали на восточной части острова Новая Гвинея.
Жители этих мест вместе со своими детьми практиковали обычаи
ритуального каннибализма, употребляя в пищу мозг умерших предков без
специальной обработки, тем самым отдавая признательность умершим.
Таким путем и происходило заражение. Выявленные клинические
проявления заболевания и картина морфологических поражений помогли
провести аналогию с заболеванием скрейпи, поэтому сделали вывод о том,
что медленные инфекции способны поражать не только животных, но и
человека [1,2,3]. На протяжении долгого времени склонялись к тому, что
медленная инфекция всё-таки вызваны вирусами, так как она имела очень сходные проявления.
Картина «медленных инфекций» стала ясной после совершенного открытия
Стенли Прузинером в 1980-х годах. Прузинеру удалось открыть новый класс
инфекции, которая отличается от вирусов и бактерий по многим признакам.
Инфекционный агент нового типа получил название прион. Прионприобретенный или наследуемый фактор, обладающий белковой природой,
имеющий нестандартную третичную структуру и характеризующий
отсутствием нуклеиновых кислот [6]. Но самое важное, что прионы являются
возбудителями нейродегенеративных болезней не только у животных, но и у
человека. На данный момент наиболее известными из них являются болезнь
Крейцфельда-Якоба, фатальная семейная бессонница, синдром Герстмана Штраусслера-Шейнкера. Открытие Прузинера позволило выделить новый
класс заболеваний млекопитающих и людей. Эти заболевания относятся к
«конформационным», в основном поражают нервную систему и головной
мозг и провоцируются нарушением образования пространственной
структуры определенного количества белков [4]. Заболевания бывают
наследственными (13% случаев) и приобретенными (менее 1% случаев), но
больший процент принадлежит спорадическому способу заражения (87%
случаев), также не исключены случаи инфекционного способа заражения, что
впервые было показана Р. Чандлером, проводившим опыты над мышами.
Ему удалось заразить лабораторных грызунов болезнью, которой страдают
овцы- скрейпи, путем введения в мозг здорового животного гомогената мозга
зараженного- интраперитонеально или интрацеребрально [5].
Прионные заболевания приводят к летальному исходу и в настоящее время
являются неизлечимыми. Агрегация прионных белков является причиной
различных заболеваний, связанных с ними. На сегодняшний день сведения и
знания о структуре различных типов агрегатов прионов весьма ограничены.
Следовательно, сами прионы и исследования их структур вызывают большой
интерес в современном мире во многих областях наук.
АСМ изображения показали наличие агрегатов: фибрилл и
мономерного, высаженного прионного белка Sup35 на подложки
кремния и слюды, запыленных золотом и на ВОПГ.
На основании полученных АСМ изображений и их анализе, был найден
диапазон высот сформированных фибрилл.
С помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ)
изображений агрегатов на тех же образцах, которые были исследованы
с помощью АСМ, не было найдено.
Были получены с помощью ПУРС характерные рамановские спектры
фибрилл на разных подложках: стекло, запыленное золотом и стекло, запыленное серебром.
На основании полученных рамановских спектров был сделан анализ о
наборе конформаций сформированных фибрилл и о составе аминокислотных остатков
