stringtranslate.com

Вирусный белок

Схема того, как можно построить капсид вируса с использованием нескольких копий всего двух белковых молекул.

Термин вирусный белок относится как к продуктам генома вируса , так и к любым белкам хозяина, включенным в вирусную частицу. Вирусные белки сгруппированы в соответствии с их функциями, и группы вирусных белков включают структурные белки , неструктурные белки , регуляторные белки и вспомогательные белки. [1] Вирусы неживые и не имеют средств для самостоятельного размножения, вместо этого они зависят от механизмов клетки-хозяина, которые делают это. Таким образом, вирусы не кодируют большинство белков, необходимых для их репликации и трансляции их мРНК в вирусные белки, а используют для этой цели белки, кодируемые клеткой-хозяином. [2]

Вирусные структурные белки

Большинство вирусных структурных белков являются компонентами капсида и оболочки вируса.

Капсид

Генетический материал вируса хранится в структуре вирусного белка, называемой капсидом. Капсид представляет собой «щит», который защищает нуклеиновые кислоты вируса от разрушения ферментами хозяина или другими типами пестицидов или эпидемий. Он также выполняет функцию прикрепления вириона к хозяину и позволяет вириону проникать через мембрану клетки-хозяина. Капсид состоит из множества копий одного вирусного белка или ряда различных вирусных белков, и каждый из этих вирусных белков кодируется одним геном вирусного генома . Структура капсида позволяет вирусу использовать небольшое количество вирусных генов для создания большого капсида. [3]

Несколько протомеров , олигомерных (вирусных) белковых субъединиц, объединяются, образуя капсомеры , а капсомеры объединяются, образуя капсид. [1] Капсомеры могут образовывать икосаэдрический , спиральный или сложный капсид, но у многих вирусов, таких как вирус простого герпеса, собирается икосаэдрический капсид. [2] Три асимметричные и неидентичные единицы вирусного белка составляют каждую из двадцати идентичных треугольных граней икосаэдрического капсида. [2]

Вирусный конверт

Капсид некоторых вирусов заключен в мембрану, называемую вирусной оболочкой . В большинстве случаев вирусная оболочка образуется из капсида плазматической мембраны клетки-хозяина, когда вирус покидает клетку-хозяина посредством процесса, называемого почкованием. [4] Вирусная оболочка состоит из липидного бислоя , в который встроены вирусные белки, включая вирусные гликопротеины . [1] Эти вирусные гликопротеины связываются со специфическими рецепторами и корецепторами на мембране клеток-хозяев и позволяют вирусам прикрепляться к клеткам-мишеням. [1] Некоторые из этих гликопротеинов включают:

Вирусные гликопротеины играют решающую роль в слиянии вируса с клеткой. Слияние вируса с клеткой начинается, когда вирусные гликопротеины связываются с клеточными рецепторами. [5]

Белки, слитые с вирусными мембранами

Для слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной требуется высокая энергия. Белки, слитые с вирусной мембраной, действуют как катализаторы, преодолевая этот высокий энергетический барьер . [6] После связывания вирусного гликопротеина с клеточными рецепторами слитые с мембраной вируса белки претерпевают изменения в конформации структуры. [6] Это изменение конформации затем способствует дестабилизации и слиянию вирусной оболочки с клеточной мембраной, позволяя петлям слияния (FL) или гидрофобным слитым пептидам (FP) на вирусной оболочке взаимодействовать с клеточной мембраной. [6] Большинство слитых с мембраной вирусов белков после слияния оказываются в конформации, напоминающей шпильку, в которой FL/FP и трансмембранный домен находятся на одной стороне белка. [6]

Вирусные гликопротеины и их трехмерные структуры до и после слияния позволили обнаружить широкий спектр структурных конформаций. [6] Белки, слитые с вирусными мембранами, были сгруппированы в четыре различных класса, и каждый класс идентифицируется по характерным структурным конформациям:

Вирусные неструктурные белки

Вирусные неструктурные белки — это белки, кодируемые геномом вируса и экспрессируемые в инфицированных клетках. [1] Однако эти белки не собираются в вирионе. [1] Во время репликации вирусов некоторые вирусные неструктурные белки выполняют важные функции, влияющие на сам процесс репликации. [1] Аналогичным образом, во время сборки вирусов некоторые из этих белков также выполняют важные функции, влияющие на процесс сборки. [1] Некоторые из этих функций вирусных неструктурных белков включают образование репликона, иммуномодуляцию и трансактивацию генов, кодирующих вирусные структурные белки. [1]

Формирование репликона

Вирусные неструктурные белки взаимодействуют с белками клетки-хозяина с образованием репликона, иначе известного как репликационный комплекс. [1] В вирусе гепатита С вирусные неструктурные белки взаимодействуют с транспортным белком мембраны клеточных везикул , hVAP-33, для сборки репликона. [1] Вирусный неструктурный белок 4b ( NS4B ) изменяет мембрану клетки-хозяина и запускает процесс формирования репликационного комплекса. [1] [7] Другие вирусные неструктурные белки, такие как NS5A , NS5B и NS3 , также рекрутируются в комплекс, а NS4B взаимодействует с ними и связывается с вирусной РНК . [1] [7]

Иммуномодуляция

Иммунный ответ хозяина на инфицированную клетку можно регулировать за счет иммуномодулирующих свойств вирусных неструктурных белков. [1] Многие виды крупных ДНК-вирусов кодируют белки, которые подрывают иммунный ответ хозяина, обеспечивая пролиферацию вируса. [8] Такие белки обладают потенциалом в разработке новых биофармацевтических методов лечения воспалительных заболеваний у людей, поскольку доказано, что они разрушают воспалительные иммунные медиаторы. [9] Вирусный неструктурный белок NS1 вируса Западного Нила предотвращает активацию комплемента посредством его связывания с белком, контролирующим комплемент, фактором H. [1] В результате распознавание комплемента инфицированными клетками снижается, и инфицированные клетки остаются невредимыми для хозяина. иммунная система. [1] [10]

Вирусные регуляторные и вспомогательные белки

Вирусные регуляторные и вспомогательные белки выполняют множество функций. Эти вирусные белки контролируют и влияют на экспрессию вирусных генов в вирусном геноме, включая скорость транскрипции вирусных структурных генов. [1] Вирусные регуляторные и вспомогательные белки также влияют и регулируют клеточные функции клетки-хозяина, такие как регуляция генов и апоптоз. [1]

В ДНК-вирусах и ретровирусах вирусные регуляторные белки могут усиливать транскрипцию вирусных генов, аналогично эти белки также могут усиливать транскрипцию клеточных генов хозяина. [11]

Вирусные вспомогательные белки, также известные как вспомогательные белки, кодируются геномом ретровирусов. [12] Большинство вирусных вспомогательных белков выполняют свои функции только в определенных типах клеток. [12] Кроме того, они не оказывают большого влияния на репликацию вируса. [12] Однако в некоторых случаях поддержание репликации вирусов потребует помощи (и функционирования) вирусных вспомогательных белков. [12]

Эндогенные ретровирусные белки

Синцитин представляет собой эндогенный белок ретровируса , который был захвачен в геноме млекопитающих, чтобы обеспечить слияние мембран в морфогенезе плаценты. [13]

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklmnopqrs Владимир Н. Уверский; Соня Лонги (2011). Гибкие вирусы . Уайли. п. 4. ISBN 978-1-118-13554-9.
  2. ^ abc Джоан Л. Слончевски; Джон В. Фостер (2013). Микробиология: развивающаяся наука. Третье издание . WW Нортон и компания. стр. 192–195. ISBN 978-0-393-12367-8.
  3. ^ Лодиш, Харви; Берк, Арнольд; Зипурски, С. Лоуренс; Мацудайра, Пол; Балтимор, Дэвид; Дарнелл, Джеймс (1 января 2000 г.). Молекулярно-клеточная биология: Вирусы: структура, функции и использование . Проверено 9 апреля 2016 г.
  4. ^ Порнильос, Оуэн; Гаррус, Дженнифер Э; Сандквист, Уэсли I (1 декабря 2002 г.). «Механизмы почкования оболочечных РНК-вирусов». Тенденции в клеточной биологии . 12 (12): 569–579. дои : 10.1016/S0962-8924(02)02402-9. ПМИД  12495845.
  5. ^ аб Уайт, Джудит М.; Делос, Сью Э.; Бречер, Мэтью; Шорнберг, Кэтрин (1 января 2008 г.). «Структуры и механизмы слияния вирусных мембранных белков». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 43 (3): 189–219. дои : 10.1080/10409230802058320. ISSN  1040-9238. ПМЦ 2649671 . ПМИД  18568847. 
  6. ^ abcdefghi Подбилевич, Бенджамин (2014). «Механизмы слияния вирусов и клеток». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 30 (1): 111–139. doi : 10.1146/annurev-cellbio-101512-122422. ПМИД  25000995.
  7. ^ аб Гуттенуар, Жером; Пенен, Франсуа; Морадпур, Дариус (01 марта 2010 г.). «Неструктурный белок 4B вируса гепатита С: путешествие на неизведанную территорию». Обзоры по медицинской вирусологии . 20 (2): 117–129. дои : 10.1002/rmv.640. ISSN  1099-1654. PMID  20069613. S2CID  38778113.
  8. ^ Энгель, П; Ангуло, А (2012). «Вирусные иммуномодулирующие белки: узурпация генов хозяина как стратегия выживания». Я и Несобственность . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 738. стр. 256–278. дои : 10.1007/978-1-4614-1680-7_15. ISBN 978-1-4614-1679-1. ПМИД  22399384.
  9. ^ Лукас, А; Макфадден, Дж. (2004). «Секретируемые иммуномодулирующие вирусные белки как новые биотерапевтические средства». Дж Иммунол . 173 (8): 4765–74. дои : 10.4049/jimmunol.173.8.4765 . ПМИД  15470015.
  10. ^ Чунг, Кён Мин; Лишевски, М. Кэтрин; Нибаккен, Грант; Дэвис, Алан Э.; Таунсенд, Р. Рид; Фремонт, Дэвид Х.; Аткинсон, Джон П.; Даймонд, Майкл С. (12 декабря 2006 г.). «Неструктурный белок NS1 вируса Западного Нила ингибирует активацию комплемента, связывая регуляторный белок-фактор H». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (50): 19111–19116. дои : 10.1073/pnas.0605668103 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 1664712 . ПМИД  17132743. 
  11. ^ Флинт, Джейн; Шенк, Томас (1997). «Вирусные трансактивирующие белки». Ежегодный обзор генетики . 31 (1): 177–212. doi :10.1146/annurev.genet.31.1.177. ПМИД  9442894.
  12. ^ abcd Гроб, Джон М.; Хьюз, Стивен Х.; Вармус, Гарольд Э. (1 января 1997 г.). Ретровирусы: вспомогательные белки и сборка. Лабораторный пресс Колд-Спринг-Харбор . Проверено 13 апреля 2016 г.
  13. ^ Ми С, Ли X, Ли X, Вельдман GM, Финнерти Х, Рэйси Л, ЛаВалли Э, Тан XY, Эдуард П, Хоуз С, Кейт Дж. К. младший, Маккой Дж. М. (2000). «Синцитин представляет собой пленный белок оболочки ретровируса, участвующий в морфогенезе плаценты человека». Природа . 403 (6771): 785–9. Бибкод : 2000Natur.403..785M. дои : 10.1038/35001608. PMID  10693809. S2CID  4367889.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с вирусными белками .