朊病毒特性与致病机理研究进展
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朊病毒特性与致病机理研究进展
刁小龙，徐志良，边静静，施福明， 杨飞宇，胡鹏年，陈扶香
甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃兰州（730070）
E-mail：dxl841016@163.com
摘 要:朊病毒病是人和动物的一种退行性脑病，主要包括羊骚痒病，疯牛病，以及人的克
——雅氏综合症。其致病因子被认为是一种由正常细胞PrP蛋白经非正常折叠所形成的蛋白
质（PrPsc
）。PrPsc
和PrPc
来自于同一基因具有相同的氨基酸序列，但在二级结构和三级结构
上有很大的不同。因为PrPsc
是一种不含有核酸的蛋白质感染因子，所以关于朊病毒的致病机
理至今还没有完全弄清楚。但有关研究表明该病是由于PrPsc
或ctm
PrP在大脑中积累所致。
关键词；朊病毒，PrP，PrPsc
引言
朊病毒,也称为朊粒，是一种只有蛋白质而没有核酸的传染因子。它是动物和人传染性
海绵状脑病（Transmissible Spongiform Encephloathy, TSE）的主要致病因子。Prusiner的“唯
蛋白”假说认为：TSE是哺乳动物细胞中普遍存在的正常细胞型PrP(Cellular Isoform Of
Prion Protein, PrPc
)转变为致病性的异常痒病型PrP(Scrapie Isoform Of Prion Protein,
PrPsc
)所致。PrPsc
在感染动物脑内形成不溶性的、抗蛋白酶的积聚物而引起动物发病，1985
年英国爆发疯牛病后，朊病毒引起了人们的极大关注。而且随着时间的推移和科研水平的提
高，朊病毒蛋白的结构特征、生化特性及致病机理的研究取得了显著进展。
1 朊病毒病
1.1羊搔痒病（Scrapie）
早在1730年就有了关于羊搔痒病的记载。症状表现为：丧失协调性、站立不稳、烦躁
不安、奇痒难熬、直至瘫痪死亡。但直到1936年，Cuill和Celle才通过试验证实其具有传
染性。20世纪60年代，英国生物学家，阿尔卑斯用放射性物质处理破坏DNA和RNA后，
其病变组织仍具有传染性，因而他认为羊搔痒病的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。由
于这种推断不符合当时的一般认识，也缺乏有力的室验支持，因此没有得到认同。
1.2克—雅氏病（Creutzfeldt-jakob Disease,CJD）
1920年，发现克—雅氏病。由Creutzfeldt 和jakob 两位神经病理学家首先描述报道，
因而被命名为克—雅氏病（CJD）。其经典病例特征是：脑组织出现明显海绵样病变，星状
细胞增生及淀粉斑块，与羊搔痒病病理特征相似。
1.3库鲁病（Kuru）
19世纪50年代，在大洋洲巴布亚新几内亚东部海拔1000-2000米高地土著Fore居民
中流行着原因不明的库鲁病。临床症状为：战栗性震颤并发展成为发音障碍，失语直至完全
不能运动，一年内即死亡。此病受到人们的极大重视，后经检测发现库鲁病病理变化、临床
经过、流行病学与痒病相似。
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1.4疯牛病（Mad Cow Diease）
牛海绵样脑病（Bvine Sopngiform Encephal,BSE）俗称疯牛病（Mad Cow Diease），
是成年牛的一种亚急性、进行性、神经系统疾病。TSE病例均有神经组织空泡化、没有疫苗
预防，潜伏期最短数月，一般最终导致死亡。经调查研究，BSE可通过使用病牛的脑、脊
髓、血液、骨骼制成的饲料和药品而感染。
1947年发现水貂脑软病，以后又陆续发现鹿的慢性消耗病（萎缩病），猫的海绵状脑
病。所有的这些疾病都是神经系统疾病，不仅临床表现、神经病理学相似，而且都可以人工
感染实验动物。被感染动物和自然病理一样潜伏期都很长，为同一类型疾病。根据它们的可
传染性和特征性病理变化把它们命名为传染性海绵状脑病（TSE）。
2 朊病毒的结构特征
朊病毒（Prion Protein , PrP）是由动物机体中高度保守的朊病毒蛋白基因编码的蛋白
质。能在机体的多种细胞中表达，在中枢神经系统及神经元细胞中表达量最高。它具有两种
不同的分子构象：一种是存在于正常机体或感染动物的细胞中，没有致病作用,称为细胞朊
蛋白（Cellular PrP, PrPc
）,另一种是仅存在于感染动物的细胞中，称为朊病毒蛋白（Scrapre
PrP, PrPsc
）[1]
。两种蛋白的一级结构完全相同，但二极结构及高级结构则有着显著差异。
2.1朊病毒的一级结构（图1）
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图1 朊病毒的一级结构示意图[18]
PrP前体全长为253个（人）～264个（牛）氨基酸，分子质量为33～35KD[2]
。 PrP前
体的N-端的22个疏水氨基酸残基为信号肽序列。C-端的23个（人为22个）疏水氨基酸残
基是糖基磷酸肌醇结合位点（GPI）。这两部分将通过翻译后修饰水解除去，因此人的成熟
PrP仅为中间的第23位～第231位氨基酸共209个残基组成的序列。N-端的23～95位氨基
酸残基之间有一个富含组氨酸和甘氨酸的八肽重复区（PHGGGWGO）（51～91位氨基酸），
第96～112位氨基酸序列是PrP的结构控制区，113～135位有一段跨膜区，135～231位之间
是3个束状螺旋区域[3]
。
成熟的PrP分子有两个N型糖基化位点，分别为第181位和第197位的两个天冬酰胺
（Asn）残基，在第179位和第214位的两个半胱氨酸（Cys）残基之间有一个二硫键，第
183位和第192位的2个苏氨酸（Thr）磷酸化序列一致，第145位的酪氨酸（Tyr）被硫化，
第155位的酪氨酸是其磷酸化位点之一（除灵长类及啮齿类动物之外），第147位～第163
位的氨基酸之间有一芳烃回文序列。
PrP含有3组不同的短肽重复，第一组为6肽重复结构；第二组为8肽重复结构
（PHGGGWGQ）（其中第一个重复是9肽：PQGGGGWGQ）；第三组是2个肽的串联重复，
与前面所提到的芳烃回文序列部分重合[4]
，所有这些重复似乎为PrP独有。
PrP的核酸序列及其氨基酸序列高度保守，其不同物种间的同源性也很高（表1）。[18]
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表1 人和仓鼠等5种动物PrP氨基酸序列相似性比较（%） 人 仓鼠 小鼠 绵羊 牛 水貂
人 - 87 89 90 88 88
仓鼠 - 93 88 86 85
小鼠 - 87 84 84
绵羊 - 94 94
牛 - 93
水貂 -
研究发现PrP序列中的糖基化位点，形成二硫键的Cys位点和疏水的跨膜区最为保守。
其次为N-端的信号肽水解位点，C-端的糖基磷酸肌醇结合位点（GPI）和α-螺旋结构区域的
序列，八肽重复序列极为保守，均为P（H/Q）GGG（G/-）WGQ，但不同物种之间的重复
拷贝数有所不同。
PrP经过蛋白酶K水解后，其正常的PrPc
被完全水解掉，而有侵染特性的PrPsc
则被水解掉
N-端的67个氨基酸残基和C-端的25个氨基酸，变为分子质量只有27～30KD的PrP27～30。
据研究推测蛋白酶K的N-端切点位于富含G的八肽重复区域，在89～90位点的G-W间的肽键
断裂。这种具有抗蛋白酶K功能的PrP27-30（PrP-res）的出现被认为是朊蛋白病毒致病的关
键[5]
。
2.2 朊蛋白的高级结构
2.2.1. PrPc
的高级结构
在已有的一级结构的基础之上，人们采取了各种各样的方法，结合先进的科技手段，以
牛、小鼠、金黄仓鼠及人等的PrP为对象，研究了PrP的二级结构及其三级结构，但至今还未
能完全阐明其精确的高级结构。目前已经公开并得到认可的几种结构模型有HuPrP23-231的
核磁共振（NMR）结构模型、BoPrP23～230NMR结构模型、MoPrP121-231模型和ShaPrP90～
231结构模型等。[6]
分子模型研究预测PrPc
是一种含有4个螺旋的蛋白。通过红外光谱（fourier transform
infrared specscopy，FTIR）和圆二色散（cirular dichroism，CD）研究显示，PrPc
含有约40%
的α-螺旋和很少的（3%）或不含β-折叠。早些时候的“X-bundle”模型中，认为遗传性朊蛋白
病毒中的11个点突变中的5个分布在疏水核心附近。其中的4个α-螺旋的位置及作用位点
分布见下表：（表2）[20]
表2 PrPcα-螺旋的位置及作用位点分布表
螺旋 对应氨基酸 螺旋-螺旋作用位点
1 109-122 MKH MAGAAAAGAVV
2 129-141 MLGSAMSRPIIHF
3 178-191 DCVN ITIKQHTVTT
4 202-218 DVKMMERVVEQMCITQY
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近些年在重组PrPc
的核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）的研究基础之上，
瑞士的Kurt Wuthrich实验室提出了MoPrP121-231模型，包括3个α-螺旋和2个反向平行的β-
折叠，且第二个α-螺旋与第三个α-螺旋之间有一个单二硫键[7]
。随后相继提出的ShaPrP90-231
结构模型基本上与MoPrP121-231相似。
最近提出的BoPrP23-230NMR结构模型和HuPrP23-230NMR结构模型是成熟PrP的较
为完整的结构模型，除了含有上述基本的α-螺旋和β-折叠结构之外，还发现BoPrP23-230
模型中的第一个α-螺旋，第166位～第172位的环，第二个 α-螺旋末端和其后的环及第三
个α-螺旋的最后一个拐角处表现出无序性和迁移性，且第一个α-螺旋，第166位～第172
位的环和第三个α-螺旋构成了分子间相互作用位点。BoPrP23-230NMR结构模型与
HuPrP23-230NMR结构模型高度相似，也说明了朊蛋白病的代表—疯牛病从牛传染给人的可
能。
一般认为，PrPc
的N-端约在第95位～第170位氨基酸残基区域形成与 PrPsc
的结合界面，
从而引起PrPc
向PrPsc
构象的转变（详见下文的致病机理部分），C-端含有与蛋白质X（一种分
子伴侣蛋白，在PrPsc
侵染细胞过程中起协助作用，下文即将详述）的结合位点，具体是在第
165位～第171位氨基酸形成的环内，位于第二个螺旋末端（Gln168和Gln172），另一些位
于第三个螺旋表面（Thr215和Thr219）[8]
综合以上分析，认为PrPc
三维结构形似“风筝”，其N-端存在着缺乏有序结构的片段，这
一结构片段高度柔顺，可以在溶液中随意摆动，犹如风筝的“尾巴”，在其C-端则含有3个α-
螺旋，2个反向平行的β-折叠及一个二硫键，有多处被糖基化、磷酸化、硫基化等化学修饰
的氨基酸位点，结构严密，形态固定，构成一个球状结构区域，是一个自折叠单位，整体看
来形似风筝的头和躯干。
2.2.2. PrPsc的高级结构
PrPsc
及其经过蛋白酶水解后形成的PrP27～30极为难溶，以往的变换红外光谱（FTIR）
和核磁共振（NMR）等方法已不可能研究及预测出其较为准确的三维模型。因此在以上研
朊毒体病(蛋白粒子病,朊病毒病,朊蛋白病)
朊毒体病（蛋白粒子病，朊病毒病，朊蛋白病）
【病因】
(一)发病原因
非常规慢病毒致病因子被认为是一种淀粉样蛋白原纤维(SAF)，构成此种原纤维特殊蛋白颗粒被称为朊病毒(PrP27-30)。这种慢病毒致病因子的性质既有病毒性传染发病特点，又有与常规病毒不同的理化特性和生物学特性。
理化特性表现为：①具有高度抗各种消毒灭活能力;②有抗高热80～l00℃灭菌能力;③具有抗紫外线和其他各种射线作用能力;④常规电镜看不到病毒，只有用特殊理化方法可发现原纤维和蛋白颗粒。
其生物学特性为：①宿主间可传递的传染性，潜伏期可长达数年或数十年;②病理为变性改变，可见淀粉样斑块和胶质增生，但无炎性反应，亦无包涵体可见;③无复发缓解病程，持续进展直至死亡;④不产生干扰素，不受干扰素影响，孵育过程中不受任何免疫抑制或免疫增强的影响。
现在已知此慢病毒致病因子：①在高热132℃ 60min可灭活;②亦可在10%次氯酸钠溶液内浸泡1h以上或1N氢氧化钠内浸泡30min，反复3次即可灭活。
(二)发病机制
1982年Prusiner提出CJD系由一种特殊的，具有感染性质的蛋白质-朊蛋白(Prion Protein，PrP)所引起，从而否定了多年前Gajdusek所倡导的非寻常慢病毒感染学说。
PrP系一种单基因编码的糖蛋白，由253个氨基酸组成(鼠为254个氨基酸组成)。位于人的第20号染色体短臂上，可译框架由一个外显子组成。在N的末端的附近由富有脯氨酸和甘氨酸的短肽5次反复。正常中枢神经细胞表面也存在朊蛋白，称此为PrPc。分子量为30～33KD，其空间构象主要为α-螺旋状结构，蛋白酶K可以溶解。而异常PrP被称作为PrPsc，PrPES或PrPCJD。与PrPc截然不同。分子量为27～30KD，其空间构象近40%为β层状折叠。PrPSC数次的集结，则形成直径为10～20nm，长度100～200nm的物质，这种物质可能就是早期发现的羊瘙痒病相关原纤维(scrapic-associated-fiber，SAF)和朊蛋白质粒(prion liposome)。它不能被蛋白酶K所消化。PrPSC大量沉积于脑内，能摧毁自身的中枢神经系统，造成大脑广泛的神经细胞凋亡、脱失，形成海绵状脑病。
蛋白质折叠与朊病毒
·综 述·
朊蛋白和蛋白质折叠病
1343820 郝梦娇
摘要 肽链在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构, 包括二级结构和三级结构两个主要层次。正确的三维空间结构, 对其生物活性的表达是至关重要的。三维空间结构出现错误使机体产生的疾病为“折叠病”，本文主要讲述了“折叠病”中具有代表性的朊蛋白病的分类、临床表现以及致病机理。
关键词 蛋白质折叠病 朊蛋白 生化特性 机制
1 前言
蛋白质分子只有处于它自己特定的三维空间结构的情况下,才能获得它特定的生物活性；三维空间结构稍有破坏,就很可能会导致蛋白质生物活性的降低乃至丧失，蛋白质功能也会随之改变，甚至使机体产生疾病，我们称这类蛋白质分子的氨基酸序列没有改变, 只是其结构或者说构象有所改变而引起的疾病为“折叠病”。朊蛋白病（prion disease）便是其中一类由于朊蛋白错误折叠而引起的致死性神经变性疾病。其特征是细胞内正常朊蛋白变构成致病性朊蛋白，在神经元及非神经细胞中异常聚集，进而引起大脑皮质、基底节等处神经细胞脱失，呈海绵状改变，因此也称此病为可传播性海绵状脑病（TSE）。朊蛋白病包括人类朊蛋白病和动物朊蛋白病。根据人类朊蛋白病的流行病学特点可分为3种类型，分别是散发性（85%-90%）、遗传性（10%-15%）及获得性（<1%），包括Creutzfeldt-Jakob病、Kuru病、Gerstmann-Strussler综合征和致死性家族性失眠症等。动物朊蛋白病包括羊瘙痒病、牛海绵状脑病、传染性水貂脑病、鹿的慢性消损病、猫海绵状脑病等。动物朊蛋白病均由接触感染动物或喂食被感染的饲料引起。目前朊蛋白病仍没有延缓疾病进展的有效治疗手段。
2 蛋白质折叠与“折叠病”
2.1 蛋白质折叠 蛋白质是生命机体的基本组成部分，它是连接分子运作和生物功能的一个主要组成部分。蛋白质是由氨基酸组成的链状生物大分子，氨基酸与氨基酸之间通过缩水作用而形成肽键,进而形成多肽链。众所周知,蛋白质在生物体内占有特殊的地位。在生物体内,生命信息的流动可以分为两个部分:第一部分是储存于DNA序列中的遗传信息通过转录和翻译传入蛋白质的一级序列中,这是一维信息之间的传递,三联子密码介导了这一传递过程；第二部分是肽链经过疏水塌缩、空间盘曲、侧链叠集等折叠过程形成非常特定的复杂的空间结构,同时获得生物活性,从而将生命信息表达出来；而蛋白质作为生命信息的表达载体,它折叠所形成的特定空间结构是其具有生物学功能的基础,也就是说,这个一维信息向三维信息的转化过程是表现生命活力所必需的。根据安芬森(Anfinsen)原理,每一种蛋白质分子都有自己特定的氨基酸组成和排列顺序,蛋白质一级结构的氨基酸序列包含和确定了其三维折叠结构的全部信息,即一级结构决定了蛋白质的高级结构。蛋白质的折叠就是指一个蛋白质从它的变性状态转变到它的特定的生物学天然构象的过程。在这一过程中,除了共价二硫键之外,主要是氢键、范德华力和盐键等一些非共价键的断裂和形成。蛋白质折叠包含以下两个方面的内容:(1)变性的蛋白质或多肽链的折叠；(2)通过三联密码翻译成的氨基酸序列链(新生肽链)的折叠。由蛋白质的一级结构生成三级结构的折叠过程也是非常复杂的,包括二级结构的初步形成、疏水塌缩、侧链的簇集、折叠中间体的形成、脯氨酸的顺反异构等等过程。
从羊瘙痒症到疯牛病——朊病毒发现史
从羊瘙痒症到疯牛病——朊病毒发现史
刘锐翁屹
【摘要】从１７３０年人们发现羊瘙痒症开始，克一雅氏症、库鲁病、疯牛病等一系列疾病随之出
现。在库鲁病的研究中，美国科学家盖达塞克发现其病原体不具有ＤＮＡ或ＲＮＡ特性，并因此获得
了１９７６年的诺贝尔生理学医学奖。其后，另一位美国科学家普鲁塞纳在进一步研究中，发现了以蛋
白质为遗传媒介的新型病毒——朊病毒，并因此获得了１９９７年诺贝尔生理学医学奖。朊病毒的发
现是生命科学研究中的重大事件，为人类战胜羊瘙痒症、克一雅氏症、库鲁病和疯牛病等一系列疾病
奠定了理论基础。
【关键词】朊病毒；羊瘙痒症；库鲁病；疯牛病；盖达塞克；普鲁塞纳
ＦｒｏｍｔｈｅＳｃｒａｐｉｅＳｙｎｄｒｏｍｅｏｆｓｈｅｅｐａｎｄｇｏａｔｓｔｏｔｈｅｍａｄＣＯＷｄｉｓｅａｓｅ—ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｄｉｓｃｏｖ－
ｅｒｙｏｆｐｒｉｏｎⅡ￡，尺谢，ＷＥＮＧ玩ＴｈｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＨｉａｏｒｙａｎｄＡｒｃｈａｅｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉ－
ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ，２３００２６，Ｃｈｉｎａ．
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＳｉｎｃｅｔｈｅｄｉｓｃｏｖｅｒｙｏｆＳｃｒａｐｉｅＳｙｎｄｒｏｍｅｉｎｓｈｅｅｐａｎｄｇｏａｔｓｉｎ１７３０，ｔｈｅｒｅｅｍｅｒｇｅｄ
ｓｅｒｉｅｓｏｆｄｉｓｅａｓｅｓｓｕｃｈａｓＣｒｅｕｔｚｆｅｌｄｔ－Ｊａｋｏｂｄｉｓｅａｓｅ，ｋｕｒｕｄｉｓｅａｓｅａｎｄｍａｄＣＯＷｄｉｓｅａｓｅｅｔｃ．Ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｆｋｕｍｄｉｓｅａｓｅ。ｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎｓｃｉｅｎｔｉｓｔＤ．ＣａｒｌｔｅｔｏｎＧａｊｄｕｓｅｋｆｏｕｎｄｎｅｗｗｉｌｒｕ８ｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆ
ＤＮＡａｎｄＲＮＡ，ｗｈｉｃｈＷａｓａｗａｒｄｅｄｔｈｅＮｏｂｅｌＰｒｉｚｅｉｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙｉｎ１９７６．ＳｉｎｃｅｔｈｅｎａｎｏｔｈｅｒＡｍｅｄｃａｎｓｃｉ－
朊病毒简介
朊病毒简介
朊病毒（Prion），又称“普里昂”或蛋白质侵染子，是一种可以引起同种或异种蛋白质构象改变而致病或功能改变的蛋白质。最常见的是引起传染性海绵样脑病(疯牛病)的蛋白质。“朊病毒”最早是由布鲁希纳等提出的，在此之前，它曾经有许多不同的名称，非寻常病毒、慢病毒，传染性大脑样变等。
早在300年前，人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊瘙痒症”。20世纪60年代，生物学家阿尔卑斯破坏其DNA和RNA后，其仍具感染性。1947年水貂脑软化病，其症状与“羊瘙痒病”相似。最为震惊的是1996年“疯牛病”，在英国引起的一场空前的恐慌，一时间人们“谈牛色变”。
多年来人们一直认为它是一种不能查到任何核酸，对各种理化作用有很强抵抗力，传染性极强，分子量在2.7万~3万的蛋白质颗粒，但近来又有研究报道，朊病毒含有微量核酸。它是能在人和动物中引起可传染性脑病（TSE）的一个特殊原因。
朊病毒与真病毒存在一些主要区别：阮病毒呈淀粉样颗粒状，无免疫原性，无核酸成分，由宿主细胞内的基因编码，抗逆性强、能耐杀菌剂和高温。
朊病毒的致病机理是1982年普鲁宰纳提出的朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”，以后魏斯曼等人对其逐步完善。其要点如下：1.朊病毒蛋白有两种构象：细胞型（正常型PrPc）和瘙痒型（致病型PrPsc）。两者的主要区别在于其空间构象上的差异。PrPc仅存在a螺旋，而PrPsc有多个β折叠存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解；2.PrPsc可胁迫PrPc转化为PrPsc，实现自我复制，并产生病理效应；3.基因突变可导致细胞型PrPc中的α螺旋结构不稳定，至一定量时产生自发性转化，β片层增加，最终变为PrPsc型，并通过多米诺效应倍增致病。
朊病毒致病如此强，其传播途径也是多样的，主要通过以下几种途径传播：1.食用动物肉骨粉饲料、牛骨粉汤；2.医源性感染：如使用脑垂体生长激素、促性腺激素和硬脑膜移植、角膜移植、输血等；3、朊病毒存在变异和跨种族感染，主要为牛、羊等反刍动物；4、朊病毒可感染多个器官，已知的主要为脑髓。故预防难度大，人畜一旦发病，6个月至1年全部死亡，100%的死亡率。其预防措施主要是：一是堵漏洞，严把海关进出口国门，严禁从疯牛病疫区进口动物源性饲料、生物制品和与牛相关制品；二是查内源，加强对本土羊瘙痒病的筛查，监测疯牛病，预防医源感染；三是强基础，加强对朊病毒发病机理、传染途径、灭活消毒手段的研究。
朊病毒
朊病毒
简介
朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒阮）。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思就是蛋白质病毒，是唯一不用DNA，RNA作遗传物质的病毒。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变的传染性的病变因子，美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳（Prusiner）认为它是一种蛋白质侵染颗粒。
病毒概述
严格意义上讲，病毒为非生物。它们无细胞结构且个体积微小，其构成很特别，仅由核酸和蛋白质构成。核酸（DNA或RNA）在病毒的遗传上起着重要作用，而蛋白质外壳只对核酸起保护作用，本身并没有遗传性。这是人们对病毒的基本认识。然而，随着人们对一些疾病的深入研究，科学家们发现，还有一类物质与一般病毒不一样，它只有蛋白质而无核酸，但却既有感染性，又有遗传性，并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。它就是朊病毒。
病毒研究
用朊病毒命名朊粒（prion)不大恰当，朊粒的生物性状与病毒差异很大，它的发现，提示在传统的传染病病原微生物及寄生虫之外，又增加了一种全新类型的病原因子，其生物学位置还未确定。
朊病毒就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒。1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳（S. B. Prusiner）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。就生物理论而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这必将对探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。
病毒特性
朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病毒还小得多（约30～50nm）。电镜下观察不到病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。因此世界卫生组织将朊病毒病和艾滋病并立为世纪之交危害人体健康的顽疾。
朊病毒属于病毒
朊病毒属于病毒
朊病毒是一种常见的病毒，属于病毒领域中的一类。病毒是一种微生物，通常比细菌还要小，无法独立生存并需要依附于寄生宿主细胞内才能复制自身。朊病毒也具备这些特征，它们寄生于宿主细胞，并利用宿主细胞的生物机制来复制自身。
朊病毒的特征
朊病毒具有以下特征：
1. 超微小：朊病毒的大小远远小于细菌和其他微生物，通常需要电子显微镜才能观察到。
2. 遗传物质：朊病毒含有遗传物质，可以是DNA或RNA。这些遗传物质是病毒复制和感染宿主细胞的关键。
3. 蛋白质包膜：大多数朊病毒都包裹在蛋白质的外层，形成一个类似囊泡的结构，以保护其遗传物质。
4. 寄生性：朊病毒无法独立生存，需要寄生于宿主细胞内才能进行复制和繁殖。
朊病毒的感染机制
朊病毒感染宿主细胞的过程通常包括以下几个步骤：
1. 吸附：朊病毒通过蛋白质包膜上的特定受体与宿主细胞表面结合，使病毒与细胞膜接触。
2. 侵入：病毒通过不同的机制进入细胞内部，有些病毒会直接融入细胞膜，有些则通过细胞吞噬作用被细胞摄入。
3. 复制：一旦进入宿主细胞内，朊病毒释放其遗传物质，并利用宿主细胞的生物机制来复制自身。
4. 组装：复制后的朊病毒组件会在宿主细胞内组装成新的病毒颗粒。
5. 释放：成熟的新病毒颗粒会通过裂解或外泌作用释放到周围环境中，继续感染其他健康细胞。
朊病毒的致病性
朊病毒对人类和动植物都具有一定的致病性。在人类中，某些朊病毒可以引起各种不同的疾病，包括感冒、流行性感冒、水痘、带状疱疹等。对动植物而言，朊病毒也可能导致各种疾病，如禽流感、猪瘟等。
预防和治疗
目前，对朊病毒的预防和治疗主要包括以下几个方面： 1. 疫苗接种：针对某些朊病毒已经研发出疫苗，接种可提高人或动植物的免疫力，降低感染风险。
2. 卫生防护：保持良好的卫生习惯，如勤洗手、避免接触患病者等，可以减少朊病毒的传播。
3. 药物治疗：对某些朊病毒感染，也可以采用抗病毒药物进行治疗，但效果因病毒种类而异。
有关朊病毒的几个经典实验
有关朊病毒的⼏个经典实验
有关朊病毒的⼏个经典实验
近年来不断爆发的疯⽜病，引起了全世界的关注。医学上称疯⽜病为⽜脑海绵状病，是⽜的⼀种致命性神经系统疾病。现在我
们知道朊病毒(prion)是引起动物及⼈的⼀种传染性病原，疯⽜病．⽺瘙痒病、⼈类海绵状脑病等都是感染朊病毒后发病的。
其实⼤约在300年前，⼈们已经注意到绵⽺⾝上患的“⽺搔痒症”，其症状表现为：丧失协调性，站⽴不稳，烦躁不安，奇痒难
熬，直到瘫痪死亡。为了搞清该病的致病因素，科学家们进⾏了许多实验。
实验⼀：病毒与细胞不同，⼀般⼩于100纳⽶。科学家（斯但利?普鲁⾟纳）将患病脑组织提取液过滤后的滤液去感染正常动
物，动物得病。该实验说明病原不是细胞类⽣物⽽应该是病毒类。
实验⼆：20世纪60年代，英国⽣物学家T·Alper⽤紫外线等⼿段破坏患有⽺瘙痒症（⽺的类疯⽜病）⽺的脑组织中的核酸后，
再将抽提物注射到健康脑中，仍有感染能⼒。因为有核酸的病原体在破坏核酸后会丧失感染能⼒，于是，她提出疑问：瘙痒症
的感染因⼦可能不含核酸？
后来，美国有位年轻⼈普鲁⾟纳意识到这是⼀个前所未有的⼤问题，⽴即进⾏了研究。
实验三：普鲁⾟纳⽤多种理化因素，如紫外线照射、电离辐射、超声波以及80～100℃⾼温、甲醛、羟胺、核酸酶类处理病
原，病原仍然具有感染性。这些因素都是破坏核酸的，⽽病原对此表现出相当的耐受能⼒。他再⽤破坏蛋⽩质的蛋⽩酶K、尿
素、苯酚、氯仿等处理病原，处理后的病原不会感染正常动物。总的来说，凡能作⽤于核酸并使之失活的⽅法，均不能导致朊
病毒失活；凡能使蛋⽩质消化、变性、修饰⽽失活的⽅法，均可能使朊病毒失活。由此可见，病原本质上是具有感染性的蛋⽩
质。
实验四：普鲁⾟纳(1991)对⽺瘙痒病感染的培养细胞进⾏脉冲跟踪实验，证明正常的prp c 转变为prp sc是以prp sc为模板，结
合prp c使它转换成与prp sc相同的构象。
普鲁⾟纳历经8年研究证实这个感染物确实不含核酸⽽只是蛋⽩质，且起名为朊病毒。朊病毒的致病蛋⽩有两种表现：正常型
阮病毒
朊病毒的致病机理
朊病毒又称蛋白侵染子，是一类能引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的不含核酸的传染性蛋白质分子病原体。因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而可使宿主致病。
研究证明朊病毒蛋白(PrP)是由宿主基因编码的，其编码蛋白有两种形式:一种是正常人和动物细胞中的PrP，称为外PrPc，另一种是致病性PrP，称为PrPsc。朊病毒致病原因是由于正常蛋白PrPc转变成PrPsc，，其致病机理有两种解释：
一是重折叠模型(refolding model)，认为PrPsc分子起分子伴侣(molecular
chaperone)的作用，能与PrPc分子相结合，形成杂合二聚体，然后PrPsc以自身为模板，诱使PrPc转变成PrPsc，从而形成了PrPsc二聚体，于是一个PrPsc分子就变成了2个PrPsc分子，如此倍增。并且从PrPc到PrPsc的结构转变过程是不可逆的。
另一种解释是晶种模型(Seeding model)，认为PrPc分子本身有向PrPsc转变的倾向(一种平衡反应)，PrPsc能像晶种一样，稳定PrPc的构象，形成淀粉样蛋白沉淀，然后碎裂后又变成新的晶种PrPc。蛋白质感染因子的增殖既不是由于基因过分表达，也不是因翻译量增加，而是由于正常分子的构象发生转变造成的。因此这种病原体引起的疾病称构象病。它的提出不仅在医学上是一新的发现，揭示了一种新的致病的机制，在分子生物学中心法则的发展过程中也是一个重大突破。研究发现重组的PrPc在一定条件下(如酸性低浓度盐酸孤)可发生构象转变.并获得一定的抵抗蛋白酶水解的能力。尽管其产物不等同于PrPsc，但为深入了解PrP构象转变提供了有价值的信息。现在醉母阮病毒Ure2p和Sup 35p已成为研究PrP构象转变良好的实验模型[4]。
如果朊病毒的增殖是以改变正常PrPc 蛋白的空间结构为基础的,那么缺失PrPc 的机体对羊痒病有抵抗力。研究表明,缺失朊蛋白基因的动物大脑和外周组织器官对痒病具有很强的抵抗力,因此可以说PrPc是朊病毒导致机体神经损伤的关键[7]。
朊病毒病——精选推荐
朊病毒病 摘要：概述了朊病毒的分子学特征，指出朊病毒实质上是一种具有侵染性的蛋白质颗粒。同时详细介绍了常见的几种朊病毒病：库鲁病、克—雅氏病（CJD）、疯牛病（BSE），简要指出了其发病机理。最后概括了朊病毒病的传播途径，以及预防和治疗措施。以期可以普及并提高人们对朊病毒病的认识，加强人们对朊病毒病的防范意识。 关键词：朊蛋白；朊病毒病；海绵状脑病；传播 Prion disease Abstract: This paper provided an overview of the molecular characteristics on prion protein , pointed out that the prion is in essence a protein of infectious particles. And it described several common prion disease in detail at the same time,such as Kuru, CJD, BSE, explained its pathogenesis briefly.At last it outlined the transmissional route of prion diseases, prevention and treatment measures. With a view to popularize and raise awareness of prion diseases, help people prevent infecting with them. Key words : prion; prion disease; transmissible spongiform encephalopathy; spread 朊病毒（prion，又称朊蛋白，普列昂或蛋白质侵染因子），是一种具有感染性和自我复制能力的蛋白因子[1]。朊病毒通常被认为是引起一系列传染性海绵状脑病(如疯牛病BSE，羊瘙痒症Scrapie）的根源。它是一种蛋白质病毒，与一般病毒不一样，它只有蛋白质而无核酸，但却既有感染性又有遗传性，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板。朊病毒是引起朊病毒病的根源，朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。因此世界卫生组织将朊病毒病和爱滋病并立为危害人体健康的顽疾。本文详细介绍了几种朊病毒病，从中可以看出其巨大的危害性；同时也介绍了预防措施，希望可以为人们提供一定的帮助[1] [5]。 1、朊病毒蛋白的分子学特征 朊病毒,又称Prion蛋白，它是医学生物学领域中至今尚未彻底弄清、与病毒和类病毒都很不相同的一种蛋白质侵染颗粒[4]。它是一组至今不能查到任何核酸、对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性，分子重量在27 000-30 000道尔顿的蛋白质侵染颗粒，是在人和动物中引起可传递海绵脑病的特殊病因。 朊病毒蛋白分为2种：PrPc(c代表细胞cellular)与PrPsc(sc代表scrapie)，二者氨基酸顺序相同，差异只是构象不同[1]。PrPc正常结构为4个螺旋结构,由于不明原因使其中2个螺旋结构异构为褶板样结构,变成具有感染性的因子PrPsc。PrPsc无法被正常的蛋白酶分解,堆积在脑组织中,尤其是神经细胞,引起神经细胞凋零(apoptosis) [2] [14]。继而星状细胞移除凋零死亡的神经细胞,形成脑组织空洞化。根据脑部受损的区域不同,发病的症状也不同,如果感染小脑,则
朊病毒蛋白
朊病毒蛋白有两种构象：正常型(PrPc)和致病型（瘙痒型）(PrPsc)。
两种构象的蛋白由同一染色体基因（PRNP）编码，其氨基酸序列完全一致，两者的分子量均为33～35 KD。
PrPC和 PrPSc虽然具有完全相同的一级序列，但因构象上的差异导致生化性质显著不同：
PrPC是可溶的单体，以α螺旋为主，易被蛋白水解酶K降解；
PrPSc高度不溶，β折叠含量高，极易形成抗蛋白酶K水解的多聚体。
PrP的构象变化造成了其理化和生化性质的显著变化。朊病毒蛋白正常的构象PrPC没有致病性, 但在一定的条件下可以转化成致病型PrPSc这种异常构象，从而引起传染性海绵状脑病的发生。
朊病毒的复制机理：
这种具有感染性的因子主要由被称为PrP的蛋白质组成的。这种蛋白质可以在细胞的质膜上找到（具体功能还不了解），但是与具有感染性的因子PrpSC与正常因子PrPC在形状上有一点不同。科学家推测这种变形的蛋白质会引起正常的PrPC转变成具有感染性的蛋白质，这种连锁反应使得正常的蛋白质和致病的蛋白质因子都成为新病毒的材料。在这个假说被提出来以后，产生PrP的基因被抽离出来，产生不同形状的突变基因被成功的定义和复制，研究实验鼠的结果为这个假说提供了支持，这些证据是强有力的，但并不是无可争议的。进一步研究发现，朊病毒蛋白是人和动物正常细胞基因的编码产物（人的该基因位于第20号染色体短臂）。
致病型(PrPsc)蛋白作为“种子”，诱发正常型(PrPc)蛋白转变为致病型。
朊病毒的致病机理：
朊病毒通过不断聚合，形成自聚集纤维，然后在中枢神经细胞中堆积，最终破坏神经细胞。
根据脑部受破坏的区域不同，发病的症状也不同，如果感染小脑，则会引起运动机能的损害，导致共济失调；如果感染大脑皮层，则会引起记忆下降。变异性克雅氏病的致死率较高。
原核生物转录的终止有两种主要机制。
一种机制是需要蛋白质因子ρ的参与,称为依赖ρ因子(ρfactor)的转录终止机制,