病毒的结构 科学网—传染性蛋白的负面和正面（一） 打破分子生(4)

例如能够使核酸分解的各种核酸酶，包括多种能够水解DNA和RNA的酶，都对致病因子的效能没有影响。能够破坏DNA和RNA的紫外辐射也没有效果。为了进一步证明致病因子不含核酸或者病毒，Prusiner还使用了硝酸锌（能够使DNA和RNA水解）、补骨脂灵（psoralens，在光照时会和DNA形成共价连接，破坏DNA的功能）、羟胺（hydroxylamine，能够杀死绝大多数病毒），这些物质都不能使致病因子的致病性消失。

相反，能够使蛋白结构受到破坏的处理都能够使致病因子的效能消失，包括水解蛋白的蛋白酶（蛋白酶K和胰蛋白酶）、使蛋白质结构破坏的十二烷基磺酸钠（SDS）、硫氰酸胍（guanidiniumthiocyanate）、苯酚（phenol）、尿素、焦碳酸二乙脂（diethylpyrocarbonate，使蛋白质侧链被乙脂基化而失去功能）。

在这些实验结果的基础上，Prusiner构建了“prion”这个词，意思是“传染性蛋白颗粒”（proteinaceous infectious particles）。也许是Prusiner不喜欢这样组成的Proin 的发音，他把其中的字母o和i对调，变成“prion”。由于它像病毒一样可以传染疾病，国内将其译为“朊病毒”，其中“朊”就是蛋白质的意思。

在没有DNA或者RNA这样的遗传物质存在的情况下，仅凭蛋白质就可以传染疾病，是一个破天荒的发现，也明显与克里克提出的“中心法则”相抵触，因为它表示储存在蛋白分子上的信息也是可以被输出的。在prion蛋白还没有被提纯鉴定并证明其功能之前，Prusiner自己也没有十足把握，所以他在1982年的文章中把蛋白传播疾病的现象称为“异端”的（heretical），也没有排除致病因子是由蛋白紧紧包裹的核酸组成的可能性，也许是这层蛋白包膜保护了里面的核酸被外来物质或处理降解。尽管如此，Prusiner还是第一个明确提出致病因子为蛋白质并且用大量实验支持他观点的人，并且在随后的研究中继续在这个问题上做出贡献，最终改变了人们的思想观念，他也因此获得了1997年的诺贝尔生理或医学奖。

1984年，Prusiner用他提取的源自痒羊病的致病原，成功地在兔子身上诱导出抗体。使用这个抗体，他在1985年证明引起人类克-雅氏病的致病原是同一种蛋白，也是Prion。使用同样的抗体，科学家在1989年证明引起疯牛病的也是Prion蛋白。这样，在牛、羊、人身上发现的传染性神经系统疾病，都是由同一种蛋白引起的。

1985年，科学家从提取的致病因子，测定了其中蛋白质的部分氨基酸序列，进而找到了为这个蛋白编码的基因，将其命名为Prn-p（Prion Protein，斜体小写表示是基因的名称），说明具有传染性的蛋白质是由动物自己的基因编码的。将小鼠的这个基因敲除，小鼠就不再被致病因子感染，表明这个基因与疾病直接有关。

即使是这样，仍然有人对蛋白自身就能传染疾病的说法心存疑虑：致病原是从动物组织中提取出来的，怎么能够担保里面就绝对没有病毒呢？2004年，Prusiner在大肠杆菌中表达了小鼠的prion蛋白片段（残基89-230），在体外将Prion蛋白片段形成小纤维后，再引入表达同样Prion蛋白片段的转基因小鼠脑中，引起了小鼠的神经病变。2013年，中国科学家和美国华裔科学家合作，在大肠杆菌中表达小鼠的prion蛋白片段（残基23-230），将提纯的蛋白用超声处理后，再引入正常（非转基因的）小鼠脑中，也成功地产生了与痒羊病类似的神经系统症状。由于大肠杆菌不含有任何动物组织，这些实验令人信服地证明单一蛋白确实可以引起传染性疾病。

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