第九讲 能够传染致病的蛋白质
粒子 ——普列昂
1997年度诺贝尔奖生理及医学奖授予
普鲁西纳博士 ( S.B.Prusiner )
(美国加州大学旧金山分校医学院 )
表彰他在研究和发现一种新的 蛋白质
性质致病因子 (普列昂 )中所做的贡献。
他是 不寻常的 诺贝尔奖获得者
一,作为病原物的细菌和病毒
二,“病毒”引起的疾病
三,普列昂的发现
四,尚未结束的论争
引发传染病的罪魁祸首 ——病源物
病源物 传染病
低等动物
血吸虫 血吸虫病
绕虫 绕虫病
原生动物
疟原虫 疟疾
睡眠虫 嗜睡病
变形虫 阿米巴痢疾
真菌（霉菌和酵母）
霉菌 皮肤、指甲真菌感染
白假丝酵母 鹅口疮
肺组织胞浆菌病
一, 作为病原物的细菌和病毒
1、细菌是原核生物
细菌很小,一般直径为 0.5－ 5?,
大约为动、植物细胞的几百分之一。
细菌 百日咳 白喉 破伤风风湿病 肺炎 痢疾
炭疽 伤寒 鼠疫梅毒 淋病 脓肿
结核 龋齿立克次氏体 斑疹伤寒
支原体 类胸膜肺炎
衣原体 沙眼
病毒 流感,脊髓灰质炎（小儿麻痹症）
腮腺炎 肺炎 麻疹天 花 肝炎 狂犬病
上述各种病原物的共同特点,
它们都是生物。
细胞形态生物,低等动物,原生动物、
真菌,细菌、
立克次氏体、衣原体。
非细胞形态生物,病毒
细菌的细胞没有 细胞核,属
于 原核细胞 。
细菌的外形可以有很大变化。
因此有,球菌、杆菌、葡萄
球菌 等。
用一种染色方法 ——革兰氏染色法
把细菌区分为两大类：
革兰氏阳性菌 G+ 紫色 金黄色
葡萄球菌
革兰氏阴性菌 G－ 红 /黄 大肠杆菌
2,病毒 是非细胞形态微生物
? 没有细胞结构。
? 最简单的病毒只由 蛋白质分子和
核酸分子 组成，称为 核衣壳 。
? 有些结构复杂的病毒，还有 包膜
包在核衣壳外面。
病毒是活细胞内 专性寄生 的生物。
病毒繁殖（复制）在寄主细胞内
进行。
以 噬菌体 为例：
附着 ——识别过程。
侵染 ——病毒核酸 进入 寄主细胞。
复制 ——复制 病毒核酸,合成 病
毒外壳蛋白质。
组装 ——形成一批子代 病毒粒子 。
裂解 ——寄主细胞破裂,释出 病
毒粒子。
? 病毒粒子的直径约
0.1 微米（ 100 nm） ;
? 病毒仍然以 核酸 作为 遗传物质 ;
? 细菌和病毒都符合公认的
,中心法则, 。
DNA DNA
RNA
蛋白质
中 心 法 则
二,,慢病毒, 引起的 疾病
18世纪 冰岛 羊搔痒病
1920s H.Creutzfieldt 人 C J 病
A.Jacob
1950s 巴布亚－新几内亚 Kuru病
Gajdusek
1980s 英国 疯牛病
对这类疾病的研究，以羊搔痒病
为代表，困难很大：
发病率 低
病程 慢
传染病 / 遗传病 不清楚
病因 / 病原物 找不到
人们只能猜想：
有一种, 慢病毒, 在起作用
三、普列昂的发现
1、以改进检测方法为突破点
目标：分离、纯化病原物、并
加以鉴定，每一步都离不开 检测方
法 。
2、得到难以公布的实验结果
原来预期得到 小型病毒。
结果，所有实验数据都表明, 病
原物不是小型病毒，不含核酸，而是
蛋白质粒子 。
经过八年努力（ 1974－ 1982 ）
1982年发表第一篇文章：
提出羊搔痒病病原物是一种蛋白质粒子。
蛋白质类的感染颗粒
（ Proteinoceous Infectious Particle,Prion）
普列昂 概念的提出，引起轩然大
波。
许多人问,没有核酸，这个病原
物如何增殖？如何复制本身的遗传信
息。
许多人怀疑,可能还是存在核酸，
只是 未能检测出来 。
关键在于 普利昂是否含有核酸？
普鲁西纳回忆说：
在寻找核酸上,D.Riesuer 和我
所花的功夫比其他任何人都多。
3、更深入的研究，更意外的结果
随着研究的深入，得到更多打破传
统观念的结果：
（ 1） 寻找 Prn－ p基因
编码普列昂蛋白（ PrP）的基因，
不但在染病动物脑中存在，亦在正常动
物脑中找到，而且表达得一样多。
（ 2）普列昂蛋白（ PrP c） 在正常
动物脑中的功能是什么？
找不到答案。
剔除 PrP 基因的遗传工程小鼠
（ PrP%）,看不出病症，似乎一切正常，
亦能正常生育。
（ 3） PrP%小鼠作出贡献
把染病小鼠的脑提取物接种给
PrP% 小鼠，后者不染病。同样的脑
提取物，接种给普通小鼠 PrP+/+，
后者被染病。
（ 4） 对 PrP c 和 PrP sc 两种蛋白质
做结构分析。
都是由 208 个氨基酸残基组成的
疏水性很强糖蛋白。
氨基酸序列
RNA剪辑
翻译后修饰
均无差别
（ 5）最后，终于找到差别
PrP c 和 PrP sc 在 高级结构
上有巨大差别
PrP c PrP sc
α －螺旋 40％ 21％
β －折叠 3％ 54%
（ 6） PrP c 和 PrP sc 在高级结构上的
差别,在细胞内的 行为和 代谢特征 上也
反映出来。
PrP c PrP sc
胞内定位 细胞表面 胞质内
蛋白酶水解 水解完全 局部水解
（ 7）综合上面得到的结果,提出
一个理论设想：
搔痒病的发生是因为 PrP sc 的入侵，
把脑细胞中原来就有的 PrP c,带坏,,
使 PrP c 重新折叠，形成新的高级结构，
变成了 PrP sc 。
增多的 PrP sc 形成淀粉样斑，造成
脑细胞破坏,出现空斑。
什么叫 PrP sc 把 PrP c,带坏,？
实际上是：
蛋白质大分子与蛋白质大分子
之间的相互作用。
生物大分子之间的相互作用还
包括 蛋白质 ——核酸 之间的 相互作
用 。
（ 8）蛋白质 / 蛋白质 大分子间相
互作用。
PrP sc 把 PrP c,带坏, 。
这个基本的理论设想，除了以上
述实验为基础，还进一步得到 以后实
验支持 。
（ 9）与人有关的几种普列昂病
? Family Creutzfield-Jakob Disedse
( 家族 C J 病 )
? Gerstmamann-Str?ussler-Scheinleer
Syndrem ( GSS 综合症 )
? Fatal Familial Insomnis
( 家族性致死失眠症 )
三种病 都是神经退行性疾病
都为显性遗传病
都十分少见
( FFI 仅见于 5 个家族中 )
现在都找到 PrP 基因突变 。
基因突变 ——
氨基酸序列改变 ——
容易出现 PrP sc 高级结构。
疯牛病的 PrP sc 可以使人致病。
四、争论还在继续
1、不少权威科学家仍持 怀疑态度 。
怀疑的核心,是否仅仅普列昂蛋白起
病原物作用？是否还有未检出的核酸？
2、普鲁西纳正在制药公司资助下，
把研究转向治疗普列昂病药物的开发。
噢噢！
