formacyjne, można natomiast założyć, że takie for
my są stabilizowane w polimerze. Możliwość po
wstawania różnego typu polimerów Sup35 pokazano
także w systemie in vitro [23].
Poparcie dla rewolucyjnej hipotezy prionów dro-
żdżowych stanowi odkrycie, że kluczową rolę w
dziedziczeniu [PSI] pełni białko opiekuńcze
Hspl04. Okazało się, że nadprodukcja białka
HSpl04 w komórce powoduje inaktywację fenotypu
[PSI] [26]. Jedyną znaną funkcją komórkową białka
Hspl04 jest reaktywowanie struktur białkowych
zmienionych wskutek stresu [27], a więc wpływ tego
białka na dziedziczenie [PSI] stanowi dodatkowy ar
gument przemawiający za tym, że przekazywanie in
formacji genetycznej może opierać się na transmisji
konformacji białka.
Paradoksalnie, również Hspl04 jest niezbędne do
indukcji prionu, gdyż mutanty [PSI] nie powstają w
szczepie z nieaktywnym genem HSP104 w chromo
somie [26]. A więc stabilna konformacja prionu wy
maga określonego poziomu białka Hspl04; gdy tego
białka jest w komórce zbyt mało, lub też za dużo -
nie obserwuje się fenotypu [PSI]. W badaniach in vi
tro z udziałem oczyszczonych białek w roztworze
wykazano, że Hspl04 oddziałuje bezpośrednio z
Sup35 i przyspiesza jego przemianę w prion [28].
Według hipotezy sformułowanej przez L i n d q u -
i s t rola Hspl04 polegałaby na nadaniu Sup35 takiej
konformacji przejściowej, która umożliwiłaby jego
oddziaływanie z „zarodkiem” prionu. W nieobecno
ści Hspl04 taka konformacja nie byłaby możliwa,
zaś w jego nadmiarze - skupiska Sup35 za bardzo
rozproszone, aby utworzyć agregaty [26] (Ryc. 5).
Kushnirov i Ter-Avanesyan proponują
inne wytłumaczenie podkreślając aktywność
Hspl04 we fragmentacji agregatów prionu [21].
Ryc. 5. Rola H spl04 w dziedziczeniu [PSI], Model S. L i n d q u i s t .
Według tych autorów Hspl04 nie jest niezbędne do
powstawania prionu, lecz jego rola polega na umożli
wieniu przekazywania prionów do komórek potom-
nych, co zachodzi pod warunkiem rozbicia włókien
agregatów na mniejsze cząsteczki. Taka fragmenta-
cja generuje nowe końce włókien i stymuluje dalszą
polimeryzację. W nieobecności Hspl04 prion po
wstaje, ale, jako zbyt duży agregat, nie jest przekazy
wany do komórki potomnej. W nadmiarze Hspl04
agregaty ulegają rozbiciu, co obserwuje się jako in
aktywację fenotypu [PSI],
Istnieją tylko pewne przesłanki na temat roli
białek opiekuńczych w kontroli struktury prionu PrP
u ssaków. Wiadomo, że do powstania prionu PrPSc
konieczne jest białko Prpc, ale bynajmniej nie jest
powiedziane, że jest to element wystarczający.
Według Kushnirova i Ter -Avanesyana
różny stopień fragmentacji agregatów PrP decyduje
o różnych własnościach prionów PrP stanowiących o
syndromach różnych chorób u człowieka [2 1 ],
W eksperymentach in vitro stwierdzono specy
ficzne oddziaływanie Hspl04 z białkami Sup35, Prp
a także z P-amyloidem [28]. Stwierdzono także, że
Hsp 104 ułatwia konwersję PrP do prionu. Wynik ten
potwierdza sugestie udziału chaperonów w powsta
waniu prionów i amyloidów u człowieka. Być może
sterowanie ilością białek opiekuńczych mogłoby sta
nowić zasadę mechanizmu terapeutycznego w przy
padku chorób określanych jako pasażowalne amylo-
idozy mózgowe.
VI. Badania biochemiczne i obserwacje mi
kroskopowe prionów
Kolejnym poparciem teorii prionów u niższych
eukariontów są wyniki badań biochemicznych i mi
kroskopowych. Podobnie jak prion ssaczy PrPSc wy
kazuje zwiększoną oporność na dzałanie proteazy w
porównaniu z białkiem komórkowym PrPc , białko
Sup35 ze szczepu [PSI] jest oporniejsze na trawienie
proteaząniz białko Sup35 ze szczepu konrolnego [5,
29]. Niezależnie stwierdzono, że białko Ure2 wyka
zuje zwiększoną oporność na działanie proteazy w
szczepach [URE] [10]. Analogicznie różnice obser
wowano dla produktu genu het-s u Podosporci, który
był oporniejszy na działanie proteaz w ekstraktach
szczepu [het-s] w porównaniu do [het-s*] [3].
W mutantach [PSI] i [URE] obserwowano odpo
wiednio frakcje białek Sup35 i Ure2 w postaci wyso-
kocząsteczkowych agregatów. Stwierdzono także, że
lizat z komórek [PSI] indukuje agregację Sup35 w
szczepach kontrolnych [18, 29, 30],
Konwersję białka Sup35 do formy prionu można
obserwować bezpośrednio w komórkach pod mikro
skopem. W tym celu skonstruowano fuzję fragmen
tów DNA kodujących N-terminalną domenę Sup35 i
112
POSTĘPY BIOCHEMII 46(2), 2000
Comments to this Manuals