Prions: proteins as genes and infectious entities

Wickner, Reed B.; Edskes, Herman K.; Roberts, Bruce R.; Baxa, Ulrich; Pierce, Michael; Ross, Eric D.; Brachmann, Andreas

doi:10.1101/gad.1177104

Cited by 79 publications

(82 citation statements)

References 136 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…By affecting the extent of this perturbation, the ratio of glycoforms may subtly modulate the PrP Sc conformation, resulting in an aggregate that preferentially recruits monomers with similar glycoform ratios. Thus, these structural effects could explain glycosylation-dependent strain diversity, in line with current thinking that prion strains are fully encoded in distinct conformations of ordered protein aggregates (2,11,13,35,41).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 54%

Molecular architecture of human prion protein amyloid: A parallel, in-register β-structure

Cobb

Sönnichsen

Mchaourab³

et al. 2007

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

306

342

View full text Add to dashboard Cite

Transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) represent a group of fatal neurodegenerative diseases that are associated with conformational conversion of the normally monomeric and ␣-helical prion protein, PrP C , to the ␤-sheet-rich PrP Sc . This latter conformer is believed to constitute the main component of the infectious TSE agent. In contrast to high-resolution data for the PrP C monomer, structures of the pathogenic PrP Sc or synthetic PrP Sc -like aggregates remain elusive. Here we have used sitedirected spin labeling and EPR spectroscopy to probe the molecular architecture of the recombinant PrP amyloid, a misfolded form recently reported to induce transmissible disease in mice overexpressing an N-terminally truncated form of PrP C . Our data show that, in contrast to earlier, largely theoretical models, the conformational conversion of PrP C involves major refolding of the C-terminal ␣-helical region. The core of the amyloid maps to C-terminal residues from Ϸ160 -220, and these residues form single-molecule layers that stack on top of one another with parallel, in-register alignment of ␤-strands. This structural insight has important implications for understanding the molecular basis of prion propagation, as well as hereditary prion diseases, most of which are associated with point mutations in the region found to undergo a refolding to ␤-structure.EPR ͉ spin labeling ͉ transmissible spongiform encephalopathy

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 54%

Molecular architecture of human prion protein amyloid: A parallel, in-register β-structure

Cobb

Sönnichsen

Mchaourab³

et al. 2007

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

306

342

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Although in the case of fungal prions it is well established that the infectious entity is represented by classical amyloid fibrils (6,7) and structural data for these amyloid assemblies are rapidly accumulating (36,37), the picture for mammalian prions is less clear. In fact, little specific structural information is available for brain-derived PrP Sc beyond the evidence that it is resistant to proteolytic digestion (with the PK-resistant core usually starting around residue ϳ90) and low resolution optical spectroscopic data pointing to an increased content of ␤-sheet structure (14,15).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Although molecular details of such a mechanism of disease propagation remain largely unknown, the general principle of protein-based infectivity is supported by a wealth of experimental data (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7). PrP C is a monomeric glycophosphatidylinositol-linked glycoprotein that is highly protease-sensitive and soluble in nonionic detergents.…”

mentioning

confidence: 99%

“…Transmissible spongiform encephalopathies (TSEs), 2 or prion diseases, are a group of infectious neurodegenerative disorders that affect many mammalian species and include Creutzfeldt-Jakob disease in humans, scrapie in sheep, chronic wasting disease in cervids, and bovine spongiform encephalopathy ("mad cow" disease) (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7). All of these diseases appear to be intimately associated with conformational conversion of the normal host-encoded prion protein, termed PrP C , to a pathological isoform, PrP…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Distinct Structures of Scrapie Prion Protein (PrPSc)-seeded Versus Spontaneous Recombinant Prion Protein Fibrils Revealed by Hydrogen/Deuterium Exchange

Smirnovas

Kim

et al. 2009

Journal of Biological Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

The detailed structures of prion disease-associated, partially protease-resistant forms of prion protein (e.g. PrP Sc ) are largely unknown. PrP Sc appears to propagate itself by autocatalyzing the conformational conversion and oligomerization of normal prion protein (PrP C ). One manifestation of PrP Sc templating activity is its ability, in protein misfolding cyclic amplification reactions, to seed the conversion of recombinant prion protein (rPrP) into aggregates that more closely resemble PrP Sc than spontaneously nucleated rPrP amyloids in terms of proteolytic fragmentation and infrared spectra. The absence of posttranslational modifications makes these rPrP aggregates more amenable to detailed structural analyses than bona fide PrP Sc . Here, we compare the structures of PrP Sc -seeded and spontaneously nucleated aggregates of hamster rPrP by using H/D exchange coupled with mass spectrometry. In spontaneously formed fibrils, very slow H/D exchange in region ϳ163-223 represents a systematically H-bonded cross-␤ amyloid core structure. PrP Scseeded aggregates have a subpopulation of molecules in which this core region extends N-terminally as far as to residue ϳ145, and there is a significant degree of order within residues ϳ117-133. The formation of tightly H-bonded structures by these more N-terminal residues may account partially for the generation of longer protease-resistant regions in the PrP Sc -seeded rPrP aggregates; however, part of the added protease resistance is dependent on the presence of SDS during proteolysis, emphasizing the multifactorial influences on proteolytic fragmentation patterns. These results demonstrate that PrP Sc has a distinct templating activity that induces ordered, systematically H-bonded structure in regions that are dynamic and poorly defined in spontaneously formed aggregates of rPrP.

show abstract

“…B настоящее время большой интерес вызывает гипотеза, согласно которой гибель гибридных аскос-пор связана с трансмиссией прионной инфекции. При-оны -самораспространяющиеся, амилоидобразующие инфекционные белки, были описаны в клетках млекопи-тающих и грибов (Prusiner, 1998;Wickner et al, 1999Wickner et al, , 2004. Наблюдение, сделанное Bernet (Bernet, 1965) о связи гена het-s у P. anserina с явлением «spore-killing», и обнаружение того, что этот же ген het-s кодирует при-онные белки (Coustou et Так как количество выживших спор межштаммовых гибридов в наших экспериментах достаточно низкое, то, скорее всего, гены, влияющие на поведение прионов, тесно сцеплены, и среди мейотического потомства пре-обладают тетрады родительского дитипа.…”

Section: результаты и обсуждениеunclassified

Population Antagonism in the Yeasts Schizosaccharomyces Pombe

Kondrat'eva

Naumov

2011

Ecological genetics

View full text Add to dashboard Cite

ВВЕДЕНИЕДелящиеся дрожжи Schizosaccharomyces pombe на филогенетическом древе грибов занимают особое положение (Heckmann, et al., 2001). Выделя-ясь по нуклеотидной последовательности рРНК, они, вероятно, представляют предковые формы современных аскомицетов. Дрожжи Sch. pombe активно сбраживают сахара и используются для получения алкогольных напитков преимущественно в странах с жарким климатом, а так же для снижения кис-лотности виноградного сусла и вина (Eriksson et al., 1993). По многим харак-теристикам делящиеся дрожжи, более чем почкующиеся дрожжи, сходны с мицелиальными грибами, растениями и животными, и в связи с этим, пред-ставляют лучшую модель для изучения эукариотических клеток. Немногочис-ленный, но достаточно гетерогенный род Schizosacсharomyces таксономи-чески еще не достаточно изучен. Есть проблемы и в видовой диагностике этих дрожжей.Гомоталличные h 90 и гетероталличные штаммы дрожжей Sch. pombe раз-ных типов спаривания 972 h -и 975 h + получены (Leupold, 1950) от куль-туры, выделенной из виноградного сока в Швейцарии (Osterwalder, 1924) и идентифицированной как Sch. pombe (Stelling-Dekker, 1931). Они широко используются в генетических исследованиях в различных лабораториях. Ти-повой культурой Sch. pombe является штамм CBS 356, полученный из «Ко-ролевской» коллекции в Вене (Lodder, Kreger-van Rij, 1952).Недавно из грибной закваски «Kambucha», используемой в Китае для приготовления культового напитка «Che» (чая), были изолированы гомотал-личные дрожжи Schizosacсharomyces (Singh, Klar, 2002Klar, , 2003. Они хорошо скрещивались с генетическими линиями Sch. pombe, но гибридные аскоспо-ры были нежизнеспособны. На этом основании был сделан вывод о прина-длежности выделенных дрожжей к новому виду Sch. kambucha.Ранее гибридизационным анализом нами были изучены девять природных штаммов рода Schizosaсcharomyces разного географического происхож-дения, включая типовую культуру вида Sch. pombe CBS 356 (Кондратьева, Наумов, 2001). Ввиду крайне низкой (0-3 %) жизнеспособности гибридных аскоспор, изолированных микроманипулятором, изученные штаммы могли быть отнесены к разным видам. Однако при анализе случайной выборки спор межштаммовых гибридов среди выживших потомков были обнаружены все типы сегрегантов по контрольным маркерам. Неполная генетическая изо-ляция и возможность генетического обмена дали основание отнести все эти штаммы к одному биологическому виду Sch. pombe. У внутриштаммовых гиб-ридов жизнеспособность аскоспор была высокой. Обнаруженный феномен гибели спор (spore killing) у межштаммовых гибридов Sch. pombe, по ана-логии с подобным явлением у мицелиальных грибов

show abstract

Prions: proteins as genes and infectious entities

Cited by 79 publications

References 136 publications

Molecular architecture of human prion protein amyloid: A parallel, in-register β-structure

Molecular architecture of human prion protein amyloid: A parallel, in-register β-structure

Distinct Structures of Scrapie Prion Protein (PrPSc)-seeded Versus Spontaneous Recombinant Prion Protein Fibrils Revealed by Hydrogen/Deuterium Exchange

Population Antagonism in the Yeasts Schizosaccharomyces Pombe

Contact Info

Product

Resources

About