NR ABHU
AU Bessen,R.A.; Kocisko,D.A.; Raymond,G.J.; Nandan,S.; Lansbury,P.T.Jr.; Caughey,B.W.
TI Non-genetic propagation of strain-specific properties of scrapie prion protein
QU Nature 1995 Jun 22; 375(6533): 698-700
KI Nature. 1995 Jun 22;375(6533):628-9. PMID: 7791890
PT journal article
AB The infectious agents causing scrapie and other transmissible spongiform encephalopathies have been postulated to consist solely of the protease-resistant form of prion protein (PrPsc). One unprecedented requirement of the protein-only model is that the 'inheritance' of pathogen strain differences must be mediated by stable variations in PrPsc structure, rather than mutations in an agent-specific nucleic acid. Strain differences in PrPsc structure have been described for the hyper (HY) and drowsy (DY) strains of hamster transmissible mink encephalopathy (TME), a scrapie-like disease originating in mink. Although HY and DY PrPsc are both post-translationally derived from the precursor prion protein (PrPc) they are cleaved at different amino-terminal sites by proteinase K (ref. 8). Here we investigate whether this strain-specific property of PrPsc is transmitted to PrPc during formation of new PrPsc. PrPsc from the HY and DY TME strains converted the protease-sensitive PrPc into two distinct sets of protease-resistant PrP products in a cell-free system. These data provide evidence that self-propagation of PrPsc polymers with distinct three-dimensional structures could be the molecular basis of scrapie strains.
IN Die proteaseresistenten Formen des Prionproteins unterscheiden sich bei den Hamster-Scrapie-Stämmen hyper (HY) und drowsy (DY) erkennbar aufgrund ihrer Spaltprodukte. Offenbar aufgrund unterschiedlicher dreidimensionaler Strukturen werden sie von der Protease K an unterschiedlichen Stellen am Aminoterminus geschnitten. Die beiden Formen proteaseresistenter Prionproteine aus Syrischen Hamstern und ihre Proteinase K - Abbauprodukte übertragen ihre Proteaseresistenz und ihre jeweiligen Spaltproduktmuster auf glykosylierte und unglykosylierte, normale 35S-Methionin markierte Prionproteine aus einer Hamsterzellkultur. Sollte die Umwandlung einen zusätzlichen Faktor erfordern, dann müßte dieser ebenfalls proteaseresistent und unempfindlich gegen 2 M Guanidinhydrochlorid sein. Eine Beteiligung von Viren ist in diesem zellfreien System aber auszuschließen. Die normalen und veränderten Prionproteine wurden jeweils in 3 M Guanidinhydrochlorid zusammengemischt, mit 50 mM Tris-HCl (pH 7,4) auf 0,75 M Guanidinhydrochlorid verdünnt und 2 Tage bei 37° inkubiert. Danach wurden die Gemische auf 0,4 M Guanidinhydrochlorid verdünnt und 1 Std. bei 37° mit 20, 50 oder 500 µg/ml Proteinase K inkubiert. Die Umwandlung funktioniert auch in 1 oder 2 M, jedoch nicht in 3 M Guanidinhydrochlorid. Die Produkte wurden in 15% SDS-PAGE analysiert. Ohne die Anwesenheit nicht markierter proteaseresistenter Prionproteine entstanden keine markierten proteaseresistenten Prionproteine. Mit HY-Prionen erfolgte die Umwandlung 16x effektiver als mit DY-Prionen. Das quarternäre Ammonium-Detergens Pyridinchlorid steigert die Umwandlungseffizienz bei HY-Prionen 3,5-fach und bei DY-Prionen 14-fach. Guanidinhydrochlorid und Pyridinchlorid verändern die Bandenmuster, ändern jedoch nichts an der Unterschiedlichkeit der Resultate.
ZR 14 Zitate
MH Animal; Cetylpyridinium/pharmacology; Endopeptidase K; Guanidine; Guanidines/pharmacology; Hamsters; Mesocricetus; PrPc Proteins/chemistry/*metabolism; PrPsc Proteins/chemistry/*metabolism; Prion Diseases/metabolism; Prions/classification/*metabolism; Serine Endopeptidases/metabolism; Species Specificity; Tissue Culture
AD Laboratory of Persistent Viral Diseases, Rocky Mountain Laboratories, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Hamilton, Montana 59840, USA
SP englisch
PO England
OR Prion-Krankheiten 1