课件：蛋白质构象改变与疾病.ppt

蛋白质构象改变与疾病,Our team:, 概述 蛋白质结构，稳定性与进化能力之间的关系 蛋白质构象病分类 常见蛋白质构象病 蛋白质构象病相关因素 触发蛋白质构象疾病的相关机制及评估,蛋白质空间构象的异常变化会引起疾病的发生，由此形成了蛋白质构象病（protein conformational diseases，PCD）这一新概念。 构象病做为一类疾病的概念，是由英国剑桥大学的Carreil 等在19961997年问首先提出并系统描述的。迄今已经发现有20多种疾病是由蛋白质错误折叠引起的。 PCD是由于组织中特定的蛋白质发生了构象变化，进而聚集并产生沉淀，最终出现组织器官的病理性改变的一组疾病。,概述,A：紧密包装，高度有序。 B：松散包装的蛋白质 C：完全无序的蛋白质,蛋白质结构、稳定性与进化能力之间的关系,蛋白质结构与功能动态变化的特性与蛋白质进化之间的关系,原始蛋白质进化过程假想示意图 A：从Pi、Pj等所有蛋白质中，蛋白质的构象与功能经过构象筛选过程得到了共进化 B：进化中间体理论。从最初的完全无序或仅有部分折叠结构的蛋白质进化成高度折叠的蛋白质可以经由两条途径：二级结构途径和三级结构途径,蛋白质构象病分类,这类疾病包括： 人纹状体脊髓变性病 亨廷顿舞蹈病 疯牛病囊 性纤维病变 白内障 某些肿瘤等,常见蛋白质构象病,老年痴呆症,帕金森病,1.传染性海绵状脑病( TSEs ) 传染性海绵状脑病又称朊蛋白病或朊粒病是由传染性蛋白质致病因子朊蛋白或朊粒(PrP) 引起的一类致死性的神经系统退行性疾病，传染性强，死亡率高，包括人类的库鲁病、克-雅病，牛的海绵状脑病( 即疯牛病) 和羊的瘙痒病。,朊病毒示意图,库鲁病：本病是最早被研究的人类朊毒体病。,疯牛病：行为反常，烦躁不安，步态不稳，经常乱踢以至摔倒、抽搐。,克雅病：本病是最常见的人类朊毒体病。,共同病理特征是中枢神经系统中有神经元空泡形成和异常的抗蛋白酶K的朊蛋白聚集。Pr Pc与Pr Psc由同一基因编码，氨基酸顺序相同但构象不同。Pr Pc以螺旋结构为主， 折叠仅占3。Pr Ps e中一折叠占43，易于聚集，形成具有细胞毒性的高分子量的不溶性复合物沉积而引起病变 。,健康小鼠的外周神经是正常的（左），而缺失朊蛋白的小鼠则会发生脱髓鞘（右）,2019/4/19,9,可编辑,2.阿尔茨海默病 ( Alzheimer disease) 阿尔茨海默病是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病，AD是导致老年人痴呆的最主要原因。,治疗： 智力训练 精神调养 体育锻炼 起居饮食,药物： 1.改善胆碱神经传递药物 2.改善脑血液循环和脑细胞代谢的药物,老年痴呆斑,神经丝缠结,显微病理基础主要为两个方面：一是神经斑，另一是神经纤维缠结。阿尔茨海默病患者体内特别是脑内的淀粉样蛋白浓度显著升高，特别是42个氨基酸残基的片段不成比例的含量升高， 折叠增加，故易于积聚而形成淀粉样斑块。神经纤维缠结主要由高度磷酸化的微管相关的Tau蛋白异常折叠聚集而成。,3.亨廷顿氏舞蹈症 Huntingtons Disease） 亨廷顿病是一种迟发的神经变性疾病，其特征是运动功能失调。亨廷顿病的发生是由hunfingtin蛋白(Htt)的N一末端的多聚谷氨酰胺序列的延长引起的。,延长Htt氨基末端的谷氨酰胺序 列长度可使Htt构象转化成以折叠为主，多聚谷氨酰胺发生交联，溶解度降低，最后在胞质中形成聚合体或在核内形成包涵体。Htt聚集体具细胞毒性，可封闭转录因子，抑制泛素蛋白酶体系统，导致神经元死亡。,蛋白质构象病相关因素 1 基因型相关性 目前已知的构象病大多数与染色体、基因变异有关。如D0wn氏综合征系21号染色体三倍体畸形。 2 相关蛋白质 已发现早老蛋白1(PS.1)及淀粉样前体蛋白(-APP)的变异与早老型AD密切相关，载脂蛋白E（apoE）基因的出现则是晚发型AD的危险因素。 3 化学修饰 tau蛋白超磷酸化是导致AD形成的重要原因。tau蛋白质的超磷酸化不仅降低与微管的结合而且自身聚合成稳定的双螺旋丝(PHF) ，从而增强了抵抗需钙蛋白酶的作用。,4 酶与生长因子 蛋白激酶与蛋白磷酸化酶的平衡对tau蛋白是否发生磷酸化至关重要。在中枢神经系统，转化生长因子 (TGF),可能间接促进或介导tau蛋白质的沉积。 5 温度 感染性发热，体温由生理性37 上升到4041 ，使变异抗胰蛋白酶分子内环一片层多聚化快速形成。,导致蛋白质病变的氨基酸残基多位于一些被称为开关区的段肽内，蛋白质中的病变敏感区域可由理论迅速标定。 综合考虑影响蛋白质进化的突变、结构、力学属性等诸多因素，将构成蛋白质的短肽归纳为两大类别。一类以螺旋为标志性结构，另一类以折叠为标志性结构