プリオンについて

質問

先日、狂牛病が日本でも発見されたと報道されていました。
稀ではあるが牛肉（内臓？）からヒトへの感染の可能性があり、また自分で調べてみたところでは、「プリオンは蛋白が核酸を鋳型とすることなく自己複製をする」、とありましたが、この機構について分からないのでどなたか教えて下さい。さらに、プリオンがヒトの疾患に関わっていると考えられる証拠はあるのでしょうか？
よろしくお願い致します。

回答No.19

ryumu · ベストアンサー

お久しぶりのryumuです。
繊維化形成機構についてある先生と議論してきました。
そこで、少々私の考えを修正します。
・・・もう、ここ誰も見てないかも・・・

一般に、繊維化形成反応では、

・αヘリックス　－＞　βシート（繊維化）
・ランダムコイル　－＞　αヘリックス　－＞　βシート（繊維化）

の過程が観測されています。

以前私は、αヘリックスから、βシートになるには、一度分子内水素結合を切断する必要があるので、αヘリックス　－＞　βシートの過程で、一度ランダムコイルを経由するだろう・・・と述べたことがどこかでありました。

ここで、修正します。ランダムコイルではなく、非常に分子の揺らぎが大きいαヘリックス（like）な状態と・・・

というのも、βシートで他分子と会合するには、分子同士が接近し、かつ分子間水素結合を形成し易い環境である必要があるということを指摘されたからです・・・いや、いたって当たり前・・・

完全なαヘリックスだと、βシートに転換されにくいそうなので、やはり分子内水素結合を切断する要素が（分子揺らぎ？）が必要だろうというところは、意見が一致しました。

で、私のプリオン会合の説ですが、

αヘリックス分子内の水素結合

　　＞ＮＨ・・・ＯＣ＜

において、”ある適切な”分子の揺らぎがＨの解離（トンネル効果？）を促進し、

　　＞Ｎ－・・・＋ＨＯＣ＜

という、一時的な荷電状態の変化が、周囲の分子との相互作用を変化させ（溶媒も関与するかも）、

　　＞Ｎ－・・・＋ＨＯＣ＜

　　＞ＣＯＨ＋・・・-Ｎ＜　　（他の分子）

というように他分子が、近い環境にあったとき、

　　＞Ｎ－　　＋ＨＯＣ＜
　　　　：　　　：
　＞ＣＯＨ＋　　-Ｎ＜　　（他の分子）

という相互作用の変化、およびプロトン移動で、

　　＞ＮＨ　　ＯＣ＜
　　　　：　　　：
　　＞ＣＯ　　　ＨＮ＜　　（他の分子）

・・・分子間水素結合の出来上がり・・・
こんな単純じゃ、ね～～か・・・（爆）

お礼

ありがとうございます！！
自分で質問しておきながら、ほったらかしにしてしまい申し訳ありませんです・・・。
まだまだ勉強不足の身なので、とても納得の行く説明だと納得してしまっているのですが、コメントされているように、単純な事ではないのでしょうか。
新しく、プリオン関係の質問がされているようなのでここを締め切りたいと思います。長い間、皆さんありがとうございました！！

回答No.8

noname#211914

MiJunです。
rei00さん、フォローありがとうございます！
（文献コピーの山の中をさ迷っている間に・・・、笑！）

>実は、教えてgoo!の MiJunさんの#80000関連質問、皆さんの回答を拝見させて頂いておりまして、プリオンについて興味が沸き勉強してみようと思ったのです！
そうですか！！
それでしたら、自称「クラブ」に参加されては如何でしょうか（もち、無料！で歓迎いたします）？

その中で私は一番「ど素人」でして、皆さんを困らせています（皆さん、ペコ！）。

さて、本題ですが、
「プリオン説の展開とウシ海綿状脳症（狂牛病）」
山内一也
PNE, Vol.43, No.1, 65-74 (1998)
です。

さらに、rei00さんから以前紹介して頂いた
「プリオン病の分子病態と治療薬開発」
最新医学、Vol.56, No.7, 1644-1649 (2001)
が参考になるかもしれません？

実は、「アルツハイマー病」・「プリオン病」等で文献をコピー中です。
'99以降は
・ProNAS
・Nature
・Science
等を中心に集めてますが、暇をみて読んでいるのでなかなか進みません・・・・。

Natureを中心に孫引きをしてます。
あるいは、PubMedでしょうか？

ご参考まで。

今後とも宜しくお願いします！

お礼

お久しぶりです。お礼が遅くなってしまい本当に申し訳ありません。

学部生の卒論中間発表の面倒やら、夏期集中の学生実験に1週間狩り出されるやら、ついには狂牛病騒動がとうとう自分の実験（ウシ関係の実験をしていまして）に影響してきてしまい踏んだり蹴ったリの日々で・・・。

山内一也先生の「霊長類フォーラム：人獣共通感染症」でも勉強させていただいています。
（私の英語能力はまだまだなので、まずは日本語からと思いまして）

＞それでしたら、自称「クラブ」に参加されては如何でしょうか（もち、無料！で歓迎いたします）？

＞その中で私は一番「ど素人」でして、皆さんを困らせています（皆さん、ペコ！）。

ど素人にもまだなりきれていない身ですが機会がありましたら是非よろしくお願い致します！

回答No.7

rei00

rei00 です。

　たまたま PNE を探しに行きましたので（別の論文です），ついでに MiJun さんがお書きの総説を探して見ました。次のものじゃないでしょうか。

「プリオン病の分子遺伝学と生物物理学」
　S.B. Prusiner／堀内基広・品川森一（訳）
　PNE, Vol.40, No.16, 2383-2407 (1995)

　少し前のものですが，Prusiner 先生が書かれたものであり，ザット見たところでは内容は濃い様で，必見の価値はありそうです（また読むものが増えてしまった・・・）。「生物物理学」とあるように，かなりの部分を構造関係に使っておられます。この辺は ryumu さんの専門分野ですので，改めて質問されると，丁寧な解説が得られると思います。

回答No.6

rei00

ryumu さん，MiJun さん，こんにちは。別質問にも回答したいのですが，なかなかじっくり考える余裕がなくて，御無沙汰しています。

> 世の中大変なことになっていますね。
> 狂牛病も侮れません・・・

　昨日，某ペ－ジで狂牛病の書き込みを拝見し，MiJun さん御紹介の質問への回答を考えていたところにこの質問。これも何かの縁でしょうか。

> プリオンがヒトの疾患に関わっていると考えられる証拠は
> あるのでしょうか？

　MiJun さんが PNE（蛋白質 核酸 酵素）の事を書いてられますが，同じ共立出版の「PNE モノグラフ」の中に「プリオンとプリオン病」（立石　潤　著，ISBN4-320-05493-8，3000円）があります。

　共立出版のペ－ジでも「狂牛病関連書」として宣伝しているようです（↓）。そのペ－ジをご覧いただけばお分かりになると思いますが，第５章を「ヒトのプリオン病」に充てています。また，「第6章　感染実験」の中には「6.4　ヒトプリオン病の伝播実験」もあります（どんな実験でしょうかね？）。

　ところで，この本の第７章は「感染予防と治療」となっています。プリオン病の予防と治療（？）興味深いですね。

参考URL：

http://kyoritsu-pub.topica.ne.jp/special/prion.html

お礼

はじめまして。
お礼が遅くなってしまい、申し訳ありません。
大学の図書館の長い夏休みがやっと終わりましたので、早速行って調べてみようと思います。
プリオン病は治療法がないものと思っていました。
興味深い事です！ありがとうございました。

回答No.5

ryumu

２回目のRYUMUです。

MiJunさん、お久しぶりです。
世の中大変なことになっていますね。
狂牛病も侮れません・・・

＞このconformation changeに関しては、時間が掛かってますが、総説等を読んでまして、もう少し頭を整理してからご教示願いたいですね！

これに関しては、むしろペプチド合成時における経験からの私の（正確には私の周囲の合成してる人達の）感想なんです。ですから、明確な理論があるわけではないんですよね＾＾；

で、下の回答で忘れていたのですが、010516jさんの

＞プリオンがヒトの疾患に関わっていると考えられる証拠はあるのでしょうか？

ということについてですが、クロイツフェルト・ヤコブ病の患者の脳に、異常型プリオンが蓄積されていることが分かっていますし、接種により発病することも動物実験で確かめられていたと思います。

お礼

お礼が大変遅くなってしまい申し訳ありません。
ありがとうございました。

しかし、肉骨粉が知らない内にまぎれて出回るとは恐ろしい事ですね。何を信じて良いのやら、です。

回答No.4

noname#211914

MiJunです。
質問の趣旨とは異なりますが、「プリオン」に関しては、以下の参考URLサイトには関連質問の回答がありますが、参考になりますでしょうか？

ご参考まで。

参考URL：

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=109226

回答No.3

noname#211914

010516jさん、はじめまして。
「prion」に関して、非常に興味を持って勉強中です！

さて、010516ｊさんは「生物系」の方のように思いますが、ＰＮＥは調べられましたか・・・？
総説があります！

ryumuさん、どうも！
>αヘリックス-＞βシートの変化は自然に起こりやすいように感じてます。
このconformation changeに関しては、時間が掛かってますが、総説等を読んでまして、もう少し頭を整理してからご教示願いたいですね！

>010516jさん、
さらに、詳細に文献検索されたいのでしたら、以下の参考ＵＲＬサイトは参考になりますでしょうか（ご存知かも・・）？
「PubMed」

ご参考まで。

参考URL：

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/

補足

はじめまして。いつも素晴らしい回答を拝見させて頂いています。御察しの通り、私は専門は違いますが生物系の学生です。実は、教えてgoo!の MiJunさんの#80000関連質問、皆さんの回答を拝見させて頂いておりまして、プリオンについて興味が沸き勉強してみようと思ったのです！
＞さて、010516ｊさんは「生物系」の方のように思いますが、ＰＮＥは調べられましたか・・・？ 総説があります！

すみません…。まだ読んでいないので探しているのですが、ご紹介頂いたPNEは下記のものでしょうか？？
　新世紀における蛋白質科学の進展
　　中村春木・森川耿右・鈴木紘一・三浦謹一郎　編
　2001年8月号増刊(Vol.46　No.11)

教えて頂けましたらうれしいです。

回答No.2

ryumu

プリオンはsabodesさんがおっしゃるようにタンパク質です。で、みんなが持っているもので、病原性はこのタンパク質の変性で起こります。

＞「プリオンは蛋白が核酸を鋳型とすることなく自己複製をする」

これはちょっとおかしいですね。プリオンは普通に遺伝子から発現しています。

この場合の増殖とは、異常な構造のプリオンにより、 正常な構造のプリオンが異常構造に変化させられ、凝集するということです。

つまり、異常型プリオンが核となって、変性プリオンが凝集していくのです。

この凝集自身は、一応タンパク質のコンフォメーション変化で説明できます。

正常型プリオンでは、αヘリックスが多いのですが、異常型プリオンではβシート構造が多いことが分かっています。
αヘリックスは分子内で水素結合を形成しますが、βシートは、分子間で水素結合をすることができます。
つまり、βシート構造になることで、他のプリオン分子と会合出来るのです。この会合が進むと繊維になります。

ここで、なぜβシートになるのか、その機構は明らかではありません。また、一次構造は同じなのに、なぜ正常型から異常型への変化が起こるのかも明確には分かっていません。翻訳後修飾によるものと考えられていますがその機構はまだ不明です。

　私自身は、このαヘリックス-＞βシートの変化は自然に起こりやすいように感じてます。生体中では、変性したタンパク質を分解する掃除屋の酵素もあるそうです。この掃除屋が追いつかない程速い、あるいは多い変性は、病気の原因になるでしょうし、掃除屋自体が壊れていたら、やはり病気になると思います。とにかく不明なことがまだ多いと思います。

補足

とても詳しい説明ありがとうございます。最初は軽い気持ちでいろいろなサイトを調べていたのですが、ヒトにもプリオンの遺伝子があり、正常なプリオンタンパク質を作っているという事や、一次構造は同じなのに正常型から異常型へ変化するということなどを知らなかったのでとても驚き、さらに興味が沸きました。

＞この場合の増殖とは、異常な構造のプリオンにより、 正常な構造のプリオンが異常構造に変化させられ、凝集するということです。
つまり、異常型プリオンが核となって、変性プリオンが凝集していくのです。

この異常型のプリオンは外部からの進入という事なのでしょうか？それとも正常型プリオンが突然変化して起こるのでしょうか？

＞つまり、βシート構造になることで、他のプリオン分子と会合出来るのです。この会合が進むと繊維になります。

これによって、脳がスポンジ状になってしまう、ということなのでしょうか？

ご教授宜しくお願い致します。

回答No.1

sabodes

狂牛病については、以下の項目で質問されていたので参考に見てはどうでしょうか。プリオンは、たんぱく質で、生物ではありませんが、どうもウィルスと同じように細胞に取り付いて自己増殖していくようです。特に脳で増殖すると細胞からたんぱく質の成分を奪っていくので脳がスポンジ状態になるのではと言われています。牛では、一定因果関係があるようですが、この件について人間も同様な因果関係があるかどうかはまだ立証はされていないようです。
　今回の国内の報道もまだ狂牛病と鑑定されていないようですが、疑わしいということです。

　答えになっていないと思いますが、参考まで。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=42240

お礼

早速のご回答ありがとうございます。プリオンについて興味があったのでご紹介頂いたURLは一応チェックしていたのですが私の頭が追いついて行かず、理解できなかったところを今回質問させて頂きました。説明が足らず、御手数おかけしてしまいすみません。