Переход прионного белка в патогенную конформацию вызывается обнажением гидрофобных участков

С помощью систематического изменения низких концентраций (<0,1%) додецилсульфата натрия (SDS) или взаимодействия с бактериальным шаперонином GroEL удалось получить ряд структурных промежуточных форм, предположительно возникающих при переходе клеточного прионного белка PrP(C) в патогенную форму PrP(Sc). Основные исследования проводили на рекомбинантном PrP (90–231), соответствующем аминокислотной последовательности фрагмента PrP 27–30 хомяка. Сходные результаты получены для полноразмерного рекомбинантного PrP, PrP 27–30 хомяка и PrP(C), выделенного из трансгенных неинфицированных клеток CHO. Изменяя условия инкубации — концентрации SDS, GroEL и GroEL/ES, — удавалось получать различные конформации; pH всегда оставался нейтральным, а температура — комнатной. Конформации характеризовали по вторичной структуре с помощью спектроскопии кругового дихроизма и по молекулярной массе с помощью спектроскопии корреляции флуоресценции и аналитического ультрацентрифугирования. Наблюдали α-спиральные мономеры, растворимые α-спиральные димеры, растворимые β-структурные олигомеры размером не менее 12–14 молекул PrP и нерастворимые мультимеры. Между α-спиральными димерами и β-структурными олигомерами выявлен высокий энергетический барьер активации. Определено число молекул SDS, связанных с PrP в разных конформациях: частично денатурированные α-спиральные мономеры связывают 31 молекулу SDS на одну молекулу PrP, α-спиральные димеры — 21, β-структурные олигомеры — 19–20, а β-структурные мультимеры прочно связывают по пять молекул SDS на молекулу PrP. Связывание всего пяти молекул SDS на одну молекулу PrP приводит к быстрому формированию β-структур с последующей необратимой агрегацией. Обсуждается, может ли наиболее прочное связывание SDS оказывать такой же или сходный эффект, как взаимодействие с GroEL, вызывая идентичные или очень близкие переходы. Взаимодействие с GroEL/ES стабилизирует растворимую α-спиральную конформацию. Обсуждаются структура и стабильность этих форм, а также биологическое значение переходов, индуцируемых взаимодействием с гидрофобными участками PrP.