NR AQPR
AU Thomzig,A.; Spassov,S.; Friedrich,M.; Naumann,D.; Beekes,M.
TI Discriminating scrapie and bovine spongiform encephalopathy isolates by infrared spectroscopy of pathological prion protein
QU The Journal of Biological Chemistry 2004 Aug 6; 279(32): 33847-54
PT journal article
AB For the surveillance of transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) in animals and humans, the discrimination of different TSE strains causing scrapie, BSE, or Creutzfeldt-Jakob disease constitutes a substantial challenge. We addressed this problem by Fourier transform-infrared (FT-IR) spectroscopy of pathological prion protein PrP27-30. Different isolates of hamster-adapted scrapie (263K, 22A-H, and ME7-H) and BSE (BSE-H) were passaged in Syrian hamsters. Two of these agents, 22A-H and ME7-H, caused TSEs with indistinguishable clinical symptoms, neuropathological changes, and electrophoretic mobilities and glycosylation patterns of PrP27-30. However, FT-IR spectroscopy revealed that PrP27-30 of all four isolates featured different characteristics in the secondary structure, allowing a clear distinction between the passaged TSE agents. FT-IR analysis showed that phenotypic information is mirrored in beta-sheet and other secondary structure elements of PrP27-30, also in cases where immunobiochemical typing failed to detect structural differences. If the findings of this study hold true for nonexperimental TSEs in animals and humans, FT-IR characterization of PrP27-30 may provide a versatile tool for molecular strain typing without antibodies and without restrictions to specific TSEs or mammalian species.
IN Die Autoren haben das Problem bzw. die Notwendigkeit der Typisierung von TSE-Erregerstämen erkannt und nennen dabei interessanterweise auch BSE. Ihnen ist auch aus eigenen Experimenten bekannt, dass die als Grundlage des Western blots übliche eindimensionale Gelelektrophorese zur Auftrennung unterschiedlich glykosilierter und durch Proteinase K an den Enden unterschiedlich abgeknabberten Prionproteins nach scheinbaren Molekularmassen nicht ausreichend differenzierend wirkt, um die feinen strukturellen Unterschiede zwischen den PrPsc verschiedener TSE-Stämme zu visualisieren. Deshalb benutzen sie die Infrarot-Spektroskopie, um die sehr empfindlich auf die räumliche Struktur des Prionproteins reagierenden Freiheitsgrade (Schwingungs- und Rotationsmöglichkeiten) sämtlicher asymmetrischer Elektronenpaarbindungen des Prionproteins in einem Spektrum unterschiedlich stark absorbierter Infrarotfrequenzen zu messen. Zur Unterscheidung verschiedener Erregerstämme bzw. Konformationen des Prionproteins müssen sie gar nicht wissen, welche funktionelle Gruppe durch welche Frequenzen zu welchen Rotationen und/oder Schwingungen angeregt wird. Der Mustervergleich reicht schon aus und die Autoren konnten zeigen, dass sie 4 TSE-Stämme (3 Hamster-adaptierte Scrapie-Stämme und einen in Hamster passagierten BSE-Stamm) problemlos unterscheiden konnten.
MH Animals; Brain Chemistry; Cattle; Disease Models, Animal; *Encephalopathy, Bovine Spongiform/physiopathology; Endopeptidase K/metabolism; Hamsters; Mesocricetus; PrP 27-30 Protein/*chemistry; PrPsc Proteins/analysis/*chemistry/metabolism; Protein Structure, Secondary; *Scrapie/physiopathology; *Spectroscopy, Fourier Transform Infrared; Tissue Distribution
AD Robert Koch-Institut, P26 and P13, Nordufer 20, 13353 Berlin, Germany.
SP englisch
PO USA
ZF Zusammenfassung des Abstracts von Roland Heynkes