朊病毒假說(shuō):
1982年普魯宰納提出的朊病毒致病的“蛋白質(zhì)構(gòu)象致病假說(shuō)”,以后魏斯曼等人對(duì)其逐步完善。其要點(diǎn)如下:①朊病毒蛋白有兩種構(gòu)象:細(xì)胞型(正常型PrPc)和搔癢型(致病型PrPsc)。兩者的主要區(qū)別在于其空間構(gòu)象上的差異。PrPc僅存在α螺旋,而PrPsc有多個(gè)β折疊存在,后者溶解度低,且抗蛋白酶解;②Prpsc可脅迫PrPc轉(zhuǎn)化為Prpsc,實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制,并產(chǎn)生病理效應(yīng);③基因突變可導(dǎo)致細(xì)胞型PrPc中的α螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,至一定量時(shí)產(chǎn)生自發(fā)性轉(zhuǎn)化,β片層增加,最終變?yōu)镻rpsc型,并通過(guò)多米諾效應(yīng)倍增致病。
從這一假說(shuō)我們可以知道:1、朊病毒是蛋白質(zhì),沒(méi)有通常我們認(rèn)為是遺傳物質(zhì)的DNA、RNA等成分;2、與朊病毒相對(duì)應(yīng)的是具有正常功能的蛋白質(zhì),即朊病毒是正常功能的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變異所形成。
由于朊病毒并沒(méi)有屬于自己的遺傳信息,那么它遺傳信息的必然來(lái)源于他的“宿主”的細(xì)胞核。因此,朊病毒其實(shí)是“宿主”自身的遺傳信息編碼所形成的。編碼朊病毒的遺傳信息,至少在細(xì)胞核的染色體基因中是相同的,只是在多肽鏈形成后,還要經(jīng)過(guò)一系列的修飾過(guò)程,一種可能是這些修飾過(guò)程中的一些過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致正常的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變異為異常的結(jié)構(gòu)。第二種可能是這一修飾過(guò)程也沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤,而是在正常的蛋白質(zhì)形成后,由于外界因素導(dǎo)致了正常蛋白質(zhì)的變異,使之成為所謂的“朊病毒”。
所以我們可以把“朊病毒”定義為動(dòng)物(包括人類(lèi))細(xì)胞在正常的蛋白質(zhì)的生成過(guò)程中,或正常的蛋白質(zhì)生成后,由于某一異常因素,而導(dǎo)致了蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變異所形成的!
由以上定義,我們繼續(xù)討論朊病毒的傳染性。據(jù)2005年《細(xì)胞》雜志所刊登的美國(guó)科學(xué)家的結(jié)論,利用少量的“朊病毒”分子,可以將大量的正常的蛋白質(zhì)變?yōu)?ldquo;朊病毒”,即少量變異的蛋白質(zhì)分子可以將正常構(gòu)型的蛋白質(zhì)變?yōu)樽儺惖姆肿?。醫(yī)學(xué).教育網(wǎng)整理這以結(jié)果解釋了為什么少量“朊病毒”能夠?qū)е聶C(jī)體的功能喪失。
從“朊病毒”的本質(zhì)來(lái)看,它是空間構(gòu)型改變的正常蛋白質(zhì),是正常蛋白質(zhì)變性所致。
動(dòng)物體內(nèi)的蛋白質(zhì)種類(lèi)非常的多,功能也有很大的差別,每一種蛋白質(zhì)的變性都會(huì)導(dǎo)致其原有功能的喪失或減弱。由于神經(jīng)系統(tǒng)的脆弱性,其某一蛋白質(zhì)組織的變性就可以造成整個(gè)系統(tǒng)很大的損壞,從而導(dǎo)致疾病的發(fā)生。
迄今為止發(fā)現(xiàn),并不是所有的朊蛋白都是危險(xiǎn)的。事實(shí)上,它們存在于很多植物和動(dòng)物中。正因?yàn)槿绱耍茖W(xué)家認(rèn)為這些變形的蛋白質(zhì)可能為它們的寄主帶來(lái)了一些好處。這個(gè)假設(shè)在對(duì)一種特定的蘚類(lèi)植物進(jìn)行研究的時(shí)候被證實(shí)。正常情況下,當(dāng)一個(gè)地方的蘚與另一個(gè)地方的蘚長(zhǎng)得足夠它們的外層細(xì)胞相互接觸時(shí),病毒會(huì)從一個(gè)受感染的蘚的部分傳播到另一個(gè)沒(méi)有受感染的蘚的部分。但是,朊蛋白似乎會(huì)繞到被感染的蘚的邊緣部分——這可以引起蘚邊緣部分的細(xì)胞死亡,從而形成一個(gè)屏障,阻止病毒穿過(guò),使蘚避免受到污染。
1965年,布賴(lài)恩科克斯博士BrianCox在酵母中發(fā)現(xiàn)了一種只有蛋白質(zhì)參與的奇怪的遺傳,他們把它稱(chēng)為[PSI+]因素([PSI+]element)。1994年,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院NIH的里德維克尼博士ReedWickner提出假說(shuō),認(rèn)為[PSI+]和另一個(gè)遺傳因子[Ure3]都是朊病毒,很快他們注意到熱休克蛋白heatshockproteins(又稱(chēng)分子伴侶)molecularchaperoneHsp70,Hsp104等可以調(diào)控[PSI+]的形成。隨后幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室的研究顯示出了氨基酸序列如何影響PSI蛋白質(zhì)Sup35p在它的朊病毒和非朊病毒狀態(tài)間轉(zhuǎn)化。醫(yī)學(xué).教育網(wǎng)整理芝加哥大學(xué)的SusanLindquist博士認(rèn)為,朊病毒轉(zhuǎn)換在某種情況可能是有利的,這使得它們?cè)谶M(jìn)化中得以保留。
另外,有關(guān)的研究指出朊病毒還可能與細(xì)胞分化有關(guān),這個(gè)過(guò)程由干細(xì)胞推動(dòng),把細(xì)胞功能專(zhuān)業(yè)化(例如肌肉細(xì)胞和血細(xì)胞)。