Prionen sind das infektiöse Agens transmissibler spongiformer Enzephalopathien von Tieren und Menschen. Prionen bestehen hauptsächlich aus einer abnormal gefalteten und aggregierten Isoform des zellulären Prionproteins (PrP). Die Replikation von Prionen findet mutmaßlich durch keiminduzierte Polymerisation des Prionproteins statt. Es existieren verschiedene Prionstämme, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, aber vom selben zellulären Prionprotein abstammen können. Neben PrP scheinen Kofaktormoleküle an der Prionreplikation beteiligt zu sein. Weiterhin wird angenommen, dass Kofaktoren bei der Definition von Stammeigenschaften beteiligt sind, sowie ein Einfluss auf die Infektiosität von Prionen besteht. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen verschiedener Kofaktoren auf die Replikation von vier Hamster-adaptierten Prionstämmen in vitro mittels der Methode der „Protein Misfolding Cyclic Amplification“ (PMCA) untersucht. Es wurden stammabhängige Unterschiede bezüglich der Anforderungen an die Replikationsbedingungen in der PMCA, sowie Kofaktor-Selektivitäten festgestellt. Der Einfluss von Kofaktoren wurde durch den Vergleich ausgewählter biologischer, biochemischer und biophysikalischer Eigenschaften von in vitro erzeugten PMCA Produkten (PrPres) mit denen nativer Prionkeime untersucht. Es zeigte sich, dass Kofaktoren Stammeigenschaften, wie die biologische Keimaktivität in primären Gliazellkulturen und biochemische Eigenschaften, wie die Migration in SDS-Gelen, beeinflussen können. Um festzustellen, ob unterschiedliche Kofaktorbedingungen während der PMCA messbare Veränderungen der Proteinkonformation hervorrufen, wurde PMCA generiertes PrPres mittels FT-IR Spektroskopie in einer Pilotstudie charakterisiert. Erste Befunde zeigten spektrale Unterschiede zwischen den Proteinkeimen und deren PMCA Produkten bei allen Stämmen, unabhängig von den Kofaktorbedingungen. / Prions are the causative agent of transmissible spongiform encephalopathies in animals and humans such as scrapie, bovine spongiform encephalopathy (BSE) and Creutzfeldt-Jakob disease (CJD). Prions are thought to be composed essentially of a misfolded and aberrantly aggregated isoform of the cellular prion protein (PrP) and to replicate by seeded PrP polymerization. Prions may exist in the form of distinct strains that differ in their phenotypic characteristics although they are derived from the same cellular prion protein. Cofactor molecules other than PrP may be involved in prion replication and may be a determinant of strain properties. Furthermore, cofactors may also be required for conveying infectivity. The present study examined the effects of different cofactor molecules on the replication efficacy of four hamster adapted prion agents using the method of serial protein misfolding cyclic amplification (PMCA) as in vitro assay for PrP misfolding and aggregation. The study revealed strain dependent differences of PMCA conditions and cofactors required for efficient in vitro replication. The impact of cofactors was assessed by comparative analyses of selected biological, biochemical and biophysical properties of PMCA products (PrPres) and native prion seeds. The biological seeding activity as monitored in a primary hamster glial cell assay, and biochemical properties such as electrophoretic migration in SDS-gels, were affected differently by different cofactors. In order to define the impact of putative cofactors on the molecular conversion of PrP in more detail, changes in the spatial structure associated with different cofactor molecule conditions during amplification of PrPres in PMCA was monitored by Fourier transform-infrared (FT-IR) spectroscopic analysis. Largely preliminary data revealed spectral differences between native prion seeds and progeny PMCA generated PrPres for all prion strains, but no variations due to different cofactor conditions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17655 |
| Date | 15 July 2014 |
| Creators | Boerner, Susann |
| Contributors | Schneider, Erwin, Beekes, Michael, Schulz-Schaeffer, Walter J. |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ |
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