Konformasjonsendringen av PrPc til PrPsc *“Protein-Only hypothesis” *Modifikasjon og replikasjon av PrPsc *Bevis som støtter prionprotein hypotesen MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

“Protein-only hypothesis” * Utledet av Stanley Prusiner * Konvertering av normal PrP til infeksiøs PrP * Endring av struktur, α-helix til β-plater * Konformasjonsendringen er permanent * Den molekylære mekanismen bak prion er fortsatt ukjent MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

Modell 1: Templated assistance mechanism * PrPc konverteres til PrPsc ved autokatalytisk reaksjon * PrPsc fungerer som templat, katalyserer flere PrPc til PrPsc * Selvreplikasjon * Eksponentiell vekst I PrPsc konsentrasjon MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

Modell 2: Nucleated polymerization mechanism * Autokatalytisk: PrPc monomer reagerer med PrPsc oligomer og blir selv konvertert til PrPsc * Nonkatalytisk: Ustabil PrPsc monomer blir stabil ved binding til PrPsc oligomer MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

Modifikasjoner av PrPsc * Skjer ved post-translasjon * Glykosylering: - Substitusjon av en aminosyre, aspargin (Asn) på PrPc blir byttet ut med aspartat (Ast) * Disulfidbånd: -intermolekylær cysteinbånd dannes ved sete 176/179 - 211/214 MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease * N-terminal: - Fjerning av et signalpeptid - Fjerning av de 58 første aminosyrene, danner isoformen PrP 27-30 som er proteaseresistent *C-terminal: - Fjerning av et hydrofobisk segment - Addisjon av et fosfatidylinositol glykolipid MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease Faktor X * Bindes til C-terminalen på PrPc, danner isoformen PrP* * Resirkuleres og brukes på nytt MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease Tap av disulfidbånd * Stabiliserer proteinfoldingen * Frie cysteinrester i PrPsc reagerer og binder til intermolekylære cysteinrester i andre PrPsc. * Danner stabile amyloid fibriller i hjernen * Fører til programmert celledød MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease

Bevis som støtter prionprotein hypotesen * Smittestoffet inneholder ikke nukleinsyrer * PrP º/º knockout mus: - er resistens mot scrapie - de som får tilført BSE med høyere konsentrasjon av PrPc er mer utsatt for infeksjon * In vitro konvertering av PrPc til PrPsc med PMCA (protein misfolding cyclic amplification) MNKBi2014 The molecular basis of mad-cow disease