朊病毒是Prion型蛋白質(zhì)中具有傳染性的類型，其顯著特征是非正常折疊的蛋白質(zhì)可將正常折疊的蛋白質(zhì)誘導(dǎo)為非正常的類型；

每一種朊病毒都有其對(duì)應(yīng)的正常折疊形態(tài)；PrPsc將PrPc變成PrPsc，是一個(gè)在細(xì)胞外的過程，它改變的細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)的形狀，朊病毒并不具備侵染細(xì)胞的能力（當(dāng)然，細(xì)胞內(nèi)也可能會(huì)出現(xiàn)這種Prion蛋白，但是傳染性嘛……如果不是細(xì)胞主動(dòng)分泌出去，那是不會(huì)有的）；朊病毒并不具備以自身氨基酸序列為模板，合成新的蛋白質(zhì)的能力，它輸出自己的形狀信息，將PrPc變成PrPsc；Prion型蛋白質(zhì)并不是只有朊病毒，在正常的生理狀態(tài)下的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都有這種類型的蛋白質(zhì)，分別為一些蛋白質(zhì)型激素和細(xì)胞外基質(zhì)。蛋白質(zhì)折疊的機(jī)制：

學(xué)過生化的同學(xué)大概都知道，蛋白質(zhì)有三種二級(jí)結(jié)構(gòu)，分別是：

1-由每隔3個(gè)肽鍵形成氫鍵的右旋螺旋結(jié)構(gòu)，稱之為α-螺旋（Helix），蛋白質(zhì)的側(cè)鏈R基伸出螺旋之外，R基的極性決定了這段肽鏈的親疏水性——常見的很多通道蛋白、細(xì)胞表面受體，都是利用這種結(jié)構(gòu)形成的疏水螺旋穿過細(xì)胞膜的；

相信不用我說你們也知道哪些是螺旋，螺旋之間連接的叫做Loop

還沒完，你一定好奇什么叫蛋白質(zhì)側(cè)鏈R基伸出來，那么就讓咱們演示一下——我們來把那段紫色的拿出來（下面這段演示比較長(zhǎng)，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)有一定了解的同學(xué)可以跳過）：

最后的那個(gè)氨基酸是228位的精氨酸Arg，精氨酸上面還有幾個(gè)氮原子。

讓我們把所有的側(cè)鏈R基都展示出來：

不知道大家記不記得高中時(shí)候?qū)W過的電負(fù)性排序，N原子也是電負(fù)性的因此氨基也可以和水分子之間形成氫鍵，這條肽鏈上可以很明顯的看到有很多氧原子、氮原子和一些硫原子的R基，因此它是親水的——讓我們來展示一下這條肽鏈的泡利模型。

可能還是有同學(xué)看不出來這到底是親水還是疏水，沒關(guān)系，我們可以用軟件很方便的顯示出來它的親疏水性：

除了個(gè)別區(qū)域疏水以外，其他部分都是親水的。

注意，這里我們選取的，正是人的prion蛋白的一個(gè)Helix，不過是正常狀態(tài)下的，也就是說正常的這個(gè)蛋白是上面那種很多helix的形態(tài)。

2-β折疊，也稱strand，是蛋白質(zhì)中相對(duì)平行的片層結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

這也是個(gè)人Prion蛋白，不過是病理性的，也就是朊病毒

展示它的表面親疏水性：

兩端親水，中間疏水

3-Loop結(jié)構(gòu)，也稱無規(guī)卷曲，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中靈活性較高的部分，通常是連接Helix和Strand的連橋，同時(shí)也是大部分蛋白質(zhì)活性調(diào)節(jié)的主要參與者。

不正常的β折疊是形成Prion蛋白的原因：

回顧上一部分，我在圖注中標(biāo)注了一個(gè)很關(guān)鍵的信息，病理性的prion蛋白，也就是朊病毒的上下表面是疏水的，而前后是親水的，這就導(dǎo)致了一個(gè)問題——在周圍都是水環(huán)境的生物體內(nèi)，你說兩個(gè)疏水的表面結(jié)合在了一起，他們還會(huì)分開嘛？

注意是因?yàn)槭杷行亩Y(jié)合的，并不是因?yàn)橛H水中心。

那必然是相濡以沫長(zhǎng)相廝守白頭偕老……

于是就這樣了：

親密地?fù)肀г谝黄?/p>

我們是真愛！哦不，3角戀！（第二天朊病毒因聚眾***被捕）

所以這就解釋了為什么會(huì)出現(xiàn)下圖的這種現(xiàn)象：

Soto,C.,Estrada,L.andCastilla,J.(2006)

所以，這些Prion蛋白就這么像淀粉一樣的連在了一起，在細(xì)胞表面形成了一些剪不斷理還亂的結(jié)構(gòu)（名副其實(shí)的令人智熄的結(jié)構(gòu)），導(dǎo)致了老年癡呆癥、帕金森癥、抗體輕鏈重鏈淀粉樣變形病、瘋牛病、羊瘙癢癥等許多的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

好了，病理態(tài)蛋白質(zhì)為什么能形成淀粉樣蛋白已經(jīng)清楚了，那么——為什么病理態(tài)的朊病毒能感染非病理態(tài)的蛋白呢？繼續(xù)刨根問底，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)基本上只有那些可能形成很多strand但實(shí)際上在正常狀態(tài)下并沒有的的蛋白質(zhì)才能出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的朊病毒（我話都說到這份上了，你還覺得他是生物么，他能遺傳和突變嘛），那么我們就不妨揣測(cè)一下，是Prion的疏水域結(jié)合到了正常蛋白的helix上的疏水域并將其變成了Strand。（不理解的話回頭看上面那兩張surface的圖，你會(huì)找到一個(gè)居然能匹配的親水-疏水-親水區(qū)域）當(dāng)然，以上只是我的猜想，并沒有任何一篇文章聲稱觀察到了朊病毒侵染正常蛋白質(zhì)的過程——實(shí)際上人類并沒有能力直接觀察分子甚至原子層面的動(dòng)態(tài)過程。

不僅在動(dòng)物體內(nèi)有，在植物、酵母、肉毒桿菌中也存在著Prion蛋白，具體的都有哪些蛋白會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象還請(qǐng)移步朱欽士老師的科學(xué)網(wǎng)博客，在這里我就不多說了。

生理性Prion蛋白：

除了形成病理狀態(tài)的Prion蛋白以外，在人體的正常生理狀態(tài)下，也有著很多這樣的蛋白：

微管微絲：原來我們哥倆是多聚蛋白中的少數(shù)派，再也不皮了，各位大佬

Reference：

ZabelMD，ReidC，Abriefhistoryofprions.PathogensandDisease,2015,73(9):ftv087.

EichnerT,RadfordSE.Adiversityofassemblymechani***sofagenericamyloidfold.MolecularCell,2011,43(1):8-18.

KyleRA,Amyloidopsis:aconvolutedstory.BritishJournalofHaematology,2001,114,529-538.

FowlerDM,KoulovAV,Alory-JostC,FunctionalAmyloidFormationwithinMammalianTissue.PLoSBiology.2006,4(1):e6.

BratkovicIH,Prions,prionoidcomplexesandamyloids:thebad,thegoodandsomethinginbetween.SwissMedicalWeekly,2017,147:w14424.

GremerL,SchölzelD,SchenkC,etal,Fibrilstructureofamyloid-β(1–42)bycryo–electronmicroscopy.Science,2017,358（6359）：116-119.