stringtranslate.com

Спайковый белок

Коронавирусные шиповидные белки (бирюзовые), выступающие из поверхности SARS-CoV-2 , вируса, вызывающего COVID-19 . Белок гликозилирован , а его гликаны показаны оранжевым цветом. [1]
3D-печать одного из тримерных шипов SARS-CoV-2

В вирусологии спайковый белок или пепломерный белок представляет собой белок , который образует большую структуру, известную как шип или пепломер, выступающую из поверхности оболочечного вируса . [2] [3] : 29–33  Белки обычно представляют собой гликопротеины , которые образуют димеры или тримеры . [3] : 29–33  [4]

История и этимология

Термин «пепломер» относится к отдельному шипу на поверхности вируса; в совокупности слой материала на внешней поверхности вириона называют «пеплосом». [5] Термин происходит от греческого слова peplos , «свободная верхняя одежда», [3] «одеяние или плащ», [6] или «женская мантия». [5] Ранние системы вирусной таксономии , такие как система Львова – Хорна – Турнье, предложенная в 1960-х годах, использовали внешний вид и морфологию «пеплоса» и пепломеров в качестве важных характеристик для классификации. [5] [7] [8] Совсем недавно термин «пеплос» считался синонимом вирусной оболочки . [6] : 362 

Характеристики

Шипы или пепломеры обычно представляют собой выступы в форме палочек или булавок с поверхности вируса. Шиповидные белки — это мембранные белки с типично большими внешними эктодоменами , одним трансмембранным доменом , который закрепляет белок в вирусной оболочке , и коротким хвостом внутри вириона . Они также могут образовывать белок-белковые взаимодействия с другими вирусными белками, такими как те, которые образуют нуклеокапсид . [3] : 51–2  Обычно они являются гликопротеинами , чаще через N -связанное, чем O -связанное гликозилирование . [3] : 33 

Функции

Шипы обычно играют роль во входе вируса . Они могут взаимодействовать с рецепторами клеточной поверхности , расположенными на клетке-хозяине, и в результате могут обладать гемагглютинирующей активностью, или в других случаях они могут быть ферментами . [6] : 362  Например, вирус гриппа имеет два поверхностных белка с этими двумя функциями: гемагглютинин и нейраминидазу . [6] : 329  Место связывания для рецептора клеточной поверхности обычно расположено на кончике шипа. [3] : 33  Многие белки шипов являются белками слияния мембран . [9] Будучи выставленными на поверхности вириона, белки шипов могут быть антигенами . [6] : 362 

Примеры

Шипы или пепломеры можно увидеть на электронных микрофотографиях вирусов с оболочкой , таких как ортомиксовирусы , парамиксовирусы , рабдовирусы , филовирусы , коронавирусы , буньявирусы , аренавирусы и ретровирусы . [3] : 33 

Коронавирусы

Коронавирусы демонстрируют на своей поверхности белок спайка коронавируса , также известный как белок S; S является белком слияния класса I и отвечает за опосредование проникновения вируса в качестве первого шага в вирусной инфекции. [10] Он высокоантигенен и отвечает за большинство антител, вырабатываемых иммунной системой в ответ на инфекцию. По этой причине белок спайка был в центре внимания разработки вакцин против COVID-19 в ответ на пандемию COVID-19, вызванную вирусом SARS-CoV-2 . [11] [12] Подрод бета -коронавирусов , известный как эмбековирусы (не включая коронавирусы , подобные SARS ), имеет дополнительный более короткий поверхностный белок, известный как гемагглютининэстераза . [13]

Пандемия COVID-19 потребовала идентификации вирусных частиц на электронных микрофотографиях образцов тканей пациентов. В ряде отчетов нормальные субклеточные структуры ошибочно идентифицировались как коронавирусы из-за их поверхностного сходства с морфологией коронавируса, а также потому, что отличительные шипы коронавирусов видны при негативном окрашивании , но гораздо менее заметны в тонком сечении . [14]

Вирусы гриппа

Большинство подгрупп вируса гриппа имеют два поверхностных белка, описанных как пепломеры, нейраминидаза ( фермент ) и гемагглютинин (также белок слияния класса I). Некоторые вместо этого имеют один белок гемагглютининэстераза с обеими функциями. [3] : 356–9 

Ретровирусы

Ретровирусы, такие как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), имеют поверхностные пепломеры. [3] : 318–25  Это белковые комплексы, образованные двумя белками, gp41 и gp120 , оба из которых экспрессируются из гена env , совместно образуя комплекс белков-шипов, который опосредует проникновение вируса. [15]

Галерея

Электронные микрофотографии вирусов с поверхностными шипами

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Солодовников, Алексей; Архипова Валерия (29 июля 2021 г.). «Достоверно красиво: как мы сделали 3D-модель SARS-CoV-2». Н+1. Архивировано из оригинала 30 июля 2021 года . Проверено 30 июля 2021 г.
  2. ^ Полный ветеринарный словарь Сондерса (3-е изд.). Elsevier, Inc. 2007.как указано в "peplomer". Бесплатный словарь . Farlex. 2011. Получено 30 марта 2011 .
  3. ^ abcdefghi Burrell, Christopher J. (2016). Медицинская вирусология Феннера и Уайта (Пятое изд.). Лондон, Соединенное Королевство. ISBN 978-0123751560.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  4. ^ Дэн, X.; Бейкер, SC (2021). «Коронавирусы: молекулярная биология (Coronaviridae)». Энциклопедия вирусологии : 198–207. doi : 10.1016/B978-0-12-814515-9.02550-9 . ISBN 9780128145166.
  5. ^ abc Lwoff, André; Tournier, Paul (октябрь 1966). «Классификация вирусов». Annual Review of Microbiology . 20 (1): 45–74. doi :10.1146/annurev.mi.20.100166.000401. PMID  5330240.
  6. ^ abcde Mahy, BWJ (2009). Словарь вирусологии (4-е изд.). Амстердам: Elsevier/Academic Press. ISBN 9780080920368.
  7. ^ Львофф, А; Хорн, RW; Турнье, П. (13 июня 1962 г.). «[Вирусная система]». Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences . 254 : 4225–7. ПМИД  14467544.
  8. ^ Lwoff, A.; Horne, R.; Tournier, P. (1 января 1962 г.). «Система вирусов». Симпозиумы по количественной биологии в Колд-Спринг-Харбор . 27 : 51–55. doi :10.1101/sqb.1962.027.001.008. PMID  13931895.
  9. ^ Харрисон, Стивен С. (май 2015 г.). «Слияние вирусных мембран». Вирусология . 479–480: 498–507. doi :10.1016/j.virol.2015.03.043. PMC 4424100. PMID  25866377 . 
  10. ^ Ван, Юйхан; Грюневальд, Мэтью; Перлман, Стэнли (2020). «Коронавирусы: обновленный обзор их репликации и патогенеза». Коронавирусы . Методы в молекулярной биологии. Том 2203. С. 1–29. doi :10.1007/978-1-0716-0900-2_1. ISBN 978-1-0716-0899-9. PMC  7682345 . PMID  32833200.
  11. ^ Le, Tung Thanh; Cramer, Jakob P.; Chen, Robert; Mayhew, Stephen (октябрь 2020 г.). «Эволюция ландшафта разработки вакцины COVID-19». Nature Reviews Drug Discovery . 19 (10): 667–668. doi : 10.1038/d41573-020-00151-8 . PMID  32887942. S2CID  221503034.
  12. ^ Кириакидис, Николаос К.; Лопес-Кортес, Андрес; Гонсалес, Эдуардо Васконес; Гримальдос, Алехандра Баррето; Прадо, Эстебан Ортис (декабрь 2021 г.). «Стратегии вакцин против SARS-CoV-2: всесторонний обзор кандидатов фазы 3». НПЖ Вакцины . 6 (1): 28. дои : 10.1038/s41541-021-00292-w. ПМК 7900244 . ПМИД  33619260. 
  13. ^ Ву, Патрик Сай; Хуан, И; Лау, Сюзанна КП; Юэнь, Квок-Юнг (24 августа 2010 г.). «Геномика и биоинформатический анализ коронавируса». Вирусы . 2 (8): 1804–1820. дои : 10.3390/v2081803 . ПМК 3185738 . ПМИД  21994708. 
  14. ^ Буллок, Ханна А.; Голдсмит, Синтия С.; Заки, Шериф Р.; Мартинес, Русеселис Б.; Миллер, Сара Э. (апрель 2021 г.). «Трудности дифференциации коронавирусов от субклеточных структур в тканях человека с помощью электронной микроскопии». Новые инфекционные заболевания . 27 (4): 1023–1031. doi :10.3201/eid2704.204337. PMC 8007326. PMID  33600302 . 
  15. ^ Мао, Юдун; Ван, Липин; Гу, Кристофер; Хершхорн, Алон; Сян, Ши-Хуа; Хаим, Хиллель; Ян, Синьчжэнь; Содроски, Джозеф (сентябрь 2012 г.). «Организация субъединиц мембраносвязанного тримера гликопротеина оболочки ВИЧ-1». Nature Structural & Molecular Biology . 19 (9): 893–899. doi :10.1038/nsmb.2351. PMC 3443289 . PMID  22864288.