Microbiologia - prioni

Caratteristiche

Quali sono le caratteristiche di questa proteina prionica (PrP): si tratta di una proteina di 254aa., la prima proteina interamente sequenziata fu quella associata al morbo dello scrapie pertanto la denominazione PrPsc (ma è stata ritrovata in tutte le encefalopatie spongiformi). Le cellule dei mammiferi contengono un gene che codifica una proteina sequenzialmente identica a PrPsc denominata PrP cellulare. La PrP cellulare è presente in tessuti normali e in particolare nel tessuto nervoso.

C'è un gene che codifica per la stessa proteina che è uguale a questa proteina PrPsc e che è la PrP cellulare; questa si trova normalmente presente in tutti gli uomini, perché improvvisamente cambi di conformazione queste sono un po' delle ipotesi che adesso vedremo però non si sa niente di preciso, non si sa neanche la funzione reale di questa proteina e perché sia presente; si conoscono i distretti dove si trova.

maggiormente: a livello del tessuto cerebrale nervoso pertanto è responsabile di tutta quella sintomatologia che noi conosciamo con atassia tremori e quindi la sintomatologia che accomuna un po' tutte le encefalopatie spongiformi ma è sempre una deduzione dalla sintomatologia tutto quello che riusciamo a conoscere e non sappiamo ancora di preciso che cosa succede. Infatti qui abbiamo una rappresentazione della sequenza amminoacidica della proteina PrP. Per esempio possiamo dire che verso la zona C terminale è presente una struttura conosciuta mentre nella zona N terminale la struttura della proteina è ancora sconosciuta e non è stata ancora ben determinata. Un'altra ipotesi, sempre sulla proteina vedete che è in grado di legare il rame, ha funzione di "copper binding protein", però anche questo non è che si sa con esattezza. Qui vi ho riassunto quella che è la funzione di questa proteina PrP cellulare, ilruolo fisiologico è ancorada definire anche se esiste qualche evidenza per un suo possibile intervento nella funzione sinaptica e nel legame delrame. Pertanto copper binding protein. Alcune osservazioni avrebbero dimostrato un'attività enzimatica superossidodismutasica ed è stata avanzata l'ipotesi che la proteina PrP potrebbe svolgere un ruolo diretto nella protezione dellacellula dallo stress ossidativo. Stiamo parlando però di ipotesi, di studi che attualmente vengono ancora condotti suquesta proteina. Qui c'è uno schema, si tratta di una proteina glicosilata con raffigurato il dominio capace di legare ilrame.Il trattamento con raggi ultravioletti (raggi uv) non ha effetti sull'infettività dello scrapie, questo ulteriormente ciconferma quello che abbiamo detto all'inizio che appunto non si tratta di un agente infettante perché vedete nelgrafico come i virus, i batteri, il materiale genetico viene distrutto.dall'aumento della radiazione ultravioletta la proteina prionica o scrapie non subisce alcuna alterazione; l'agente infettivo suscettibile alle proteasi e non all'enucleasi; a questo proposito sono stati condotti degli esperimenti da Prusiner ne vediamo uno: nella PrPsc sono presenti ampie zone resistenti alle proteasi. Infatti questo esperimento, questo un western blot di cervello di hamstel condotto da Prusiner vediamo nella prima line 1 presente una proteina prionica normale che in presenza di proteasi viene completamente digerita (scompare questa banda); che cosa succede invece nella line 3 e 4: questa la proteina PrPsc che in presenza di proteasi conserva un residuo di peso molecolare tra 27 e 30. Quindi parzialmente sensibile all'azione delle proteasi. Infatti accanto vi ho fatto vedere come la proteina PrP cellulare in presenza di proteasi viene completamente digerita mentre alla proteina PrPsc rimane un residuo di 142 aa.malattie da prioni sono causate quindi da una mutazione del gene che codifica per il prione che porta una struttura anormale della proteina.

1. La forma mutata della proteina può convertire la normale proteina prionica nella forma anormale.
2. La mutazione della proteina può verificarsi in 2 modi: o si ha una mutazione del gene che può essere di tipo ereditario oppure la proteina mutante può essere trasmessa come un'infezione da un tessuto contenente la proteina mutata. Questo lo abbiamo nei bovini col morbo della mucca pazza o BSE e negli uomini Creutz Jacob disease.

Due sono le ipotesi in cui la mutazione della proteina può verificarsi in un soggetto normale o si tratta di una mutazione del gene che codifica per quella determinata proteina e che viene quindi trasmesso per via ereditaria oppure si tratta di una proteina mutante che viene acquisita durante un'infezione da un tessuto contenente la proteina mutata; questo è quello che

successo per la BSE e per la Creutz Jacob disease.

DOMANDA: "Ma cambia la sequenza amminoacidica tra la proteina mutata e quella normale?"

RISPOSTA: No gli amminoacidi sono gli stessi cambia la struttura è

Quindi la mutazione genetica non nella proteina prionica ma in altre proteine che faranno variare la struttura della proteina prionica

La proteina rimane la stessa. Ancora vediamo per ripetere il concetto la proteina prionica alfa elica sensibile all'azione delle proteasi come abbamo visto nell'esperimento di Prusiner mentre la proteina prionica prpsc che è è presente una struttura beta sheet resistente alle proteasi quindi la stessa proteina però vediamo qual l'ipotesi di è come quest'agente che possiamo definire mutante, questa proteina che in grado di cambiare conformazione come si replica all'interno di un tessuto normale e se possiamo parlare di replicazione. In realtà noi vediamo qui raffigurata la

struttura ad alfa elica della proteina prp cellulare e qui sono raffigurate in questi rettangoli. In presenza di unproteina prionica anormale prpsc beta sheet si ha una conversione della proteina normale in quella anormale (vedetesono diventate 2). Queste proteine prioniche anormali si legano ad un'altra proteina prionica normale e nedeterminano un cambio conformazionale fino alla fine ad avere nel tessuto soltanto proteina mutata. Cioè la stessaproteina che ha cambiato la conformazione ha determinato un cambio di conformazione in tutte le proteine prionichenormalmente presenti. Quindi non parliamo di replicazione bensì di una conversione di una struttura ad alfa elica aduna struttura beta sheet; di un folding in un altro.Stiamo analizzando passo passo ciò che avviene all'interno del tessuto cerebrale quando compare una proteinaprionica patologica; perché questa compaia, l'abbiamo detto, può essere o trasmessa per via ereditaria da ungene che codifica questa proteina anomala oppure trasmessa come agente infettivo e quindi arrivare in un tessuto cerebrale è normale e determinare una conversione progressiva della proteina prionica normale in PrPsc; questo un processo molto lento per cui noi osserveremo la comparsa della malattia che abbiamo definito encefalopatia spongiforme con la comparsa della sintomatologia clinica e quindi con la lesione definitiva che si osserverà a livello del tessuto cerebrale. È Vediamo ancora uno schema semplificativo di quello che abbiamo detto: qui rappresentata una cellula nervosa nella quale giunge PrPsc mentre PrP cellulare era già presente. Vedete come la PrPsc determina un cambio della conformazione di PrPc. Alla fine avremo soltanto PrPsc. "Quindi ne basta una sola per..." Si. Quindi una sola è è è proteina che cambia la sua conformazione, non che sono 2 proteine una normale una patologica; la stessa proteina che

PATOGENESI da PRIONI

Vediamo adesso la patogenesi delle patologie da prioni. Ancora un'immagine della proteina prionica nelle 2 forme alfa elica e beta sheet la forma normale e la forma patologica. Che cosa succede quando giunge nel tessuto nervoso la PrPsc (raffigurata in rosso) si lega ad una PrPc, vedete che all'inizio sono tutte PrPc, si lega e determina un cambio di conformazione della PrPc in PrPsc e si uniscono poi ne arriva un'altra che si unisce alle 2 già unite tra di loro e alla fine avremo la formazione delle fibrille. Abbiamo visto che le prime lesioni che si osservano nel tessuto cerebrale di un soggetto o di un animale affetto da encefalopatia spongiforme la formazione di fibrille questi filamenti lunghi che sono dovuti proprio all'unione delle PrPsc patologiche. Che cosa succede dopo: le fibrille si uniscono fra di loro. In questa immagine al microscopio

elettronico potete osservare questi filamenti lunghi, dovute all'unione di molte PrPsc che si sono unite tra di loro e hanno formato le fibrille. Le fibrille si uniranno tra di loro e formeranno le "PLACCHE AMILOIDI". Gli aggregati di PrPsc si accumulano nel tessuto cerebrale e formano la placca. A seconda del tessuto cerebrale si osserveranno diversi tipi di placche. Gli aggregati di PrPsc portano alla morte le cellule nervose. Le zone dove presente una estesa mortalità cellulare si presentano all'analisi istologica come dei buchi. La denominazione di encefalopatie spongiformi deriva infatti dall'aspetto spugnoso dei preparati istologici. Formazione di vuoti che fanno sembrare il tessuto una spugna da qui la denominazione di encefalopatie spongiformi perché il tessuto cerebrale assume l'aspetto di una spugna cioè pieno di buchi." Professoressa ma non si sa la causa della mortalità delle cellule...o perchégià presente e quindi si accumula nel cervello causando danni e morte cellulare.

patologica e il processo continua

DOMANDA: "Quindi la malattia può essere sia trasmessa sia che ci si può nascere"

RISPOSTA: Se sia ereditaria.

"Ma quando una proteina nor