Вирусный конверт
— Вирусная оболочка это внешний слой многих типов вирусов . [1] Он защищает генетический материал в его жизненном цикле при перемещении между клетками-хозяевами. Не все вирусы имеют оболочку. Белок вирусной оболочки или белок Е представляет собой белок оболочки, который может быть приобретен капсидом из инфицированной клетки-хозяина.
Многочисленные патогенные вирусы человека, находящиеся в кровообращении, заключены в липидные бислои и заражают клетки-мишени, вызывая вирусной оболочки и клеточной мембраны слияние . Хотя против некоторых из этих вирусов существуют эффективные вакцины, для большинства из них не существует профилактических или лечебных средств. В большинстве случаев известные вакцины действуют путем индукции антител, которые предотвращают проникновение возбудителя в клетки. Это происходит в случае вирусов с оболочкой, когда антитела связываются с белками оболочки вируса.
Событие слияния мембраны, которое запускает проникновение вируса, вызывается вирусным слитым белком . Многие вирусы с оболочкой имеют только один белок, видимый на поверхности частицы, который необходим как для обеспечения адгезии к поверхности клетки, так и для последующего процесса слияния мембран. Для создания потенциально защитных вакцин против оболочечных вирусов человека, против которых в настоящее время не существует вакцины, важно понять, как антитела взаимодействуют с белками вирусной оболочки, особенно со слитым белком, и как антитела нейтрализуют вирусы.
Вирусы с оболочкой проникают в клетки путем присоединения клеточной мембраны к их липидной бислойной мембране. Праймирование путем протеолитического процессинга либо слитого белка, либо сопутствующего белка необходимо для большинства вирусных слитых белков. Затем на стадии прайминга слитый белок становится готовым к запуску процессов, сопровождающих прикрепление и поглощение, что часто происходит во время транспортировки слитого белка на поверхность клетки, но может происходить и внеклеточно. На данный момент структурные исследования выявили два типа вирусных слитых белков. Считается, что эти белки катализируют один и тот же механизм в обеих ситуациях, что приводит к слиянию двух бислоев. Другими словами, эти белки действуют как ферменты, которые, имея различные структурные вариации, катализируют одну и ту же химическую реакцию. [2]
Оболочки обычно образуются из частей мембран клетки- хозяина ( фосфолипидов и белков), но включают некоторые вирусные гликопротеины . Одной из основных частей патогенных вирусов человека является гликопротеин. Было показано, что они играют важную роль в иммунитете и инфекции. [3] Открыты вирусные гликопротеины — новый класс клеточных ингибирующих белков. К ним относятся убиквитинлигазы Е3 мембраносвязанного семейства RING-CH (MARCH), которые, помимо прочего, ингибируют экспрессию белков клеточной поверхности, участвующих в адаптивном иммунитете. [4] Вирусная оболочка, состоящая в основном из мембраны хозяина, также может содержать белки, связанные с клеткой-хозяином, внутри ее мембраны после отпочкования. [5] Многие оболочечные вирусы созревают путем отпочкования на плазматической мембране, что позволяет им высвобождаться из инфицированных клеток. Во время этой процедуры вирусные трансмембранные белки, также известные как белки-шипы , интегрируются в мембранные везикулы , содержащие компоненты вирусного ядра (капсида).
Очень долгое время считалось, что белки-шипы, необходимые для инфекционности, непосредственно встроены в ядро вируса через свои цитоплазматические домены. Недавние исследования показывают, что, хотя такие прямые взаимодействия могут быть причиной почкования альфавирусов, это может быть не так в случае ретровирусов и вирусов с отрицательной цепью РНК . Эти вирусы могут образовывать частицы почек даже в отсутствие белков-шипов, полагаясь только на компоненты вирусного ядра. Белки-шипы иногда могут образовываться в виде вирусоподобных частиц без вирусного ядра. Следовательно, оптимальное почкование и высвобождение могут зависеть от скоординированного действия «толкай и тяни» между сердцевиной и колоском, где необходима олигомеризация обоих компонентов. [6]
Они могут помочь вирусам избежать воздействия хозяина иммунной системы . ТАМ- Тирозинкиназы рецептора увеличивают фагоцитарный клиренс апоптотических клеток и ингибируют иммунологические реакции, вызванные Toll-подобными рецепторами и интерферонами типа I (IFN), когда они активируются лигандами Gas6 и белком S. Фосфолипид фосфатидилсерин можно увидеть на мембранах нескольких вирусов с оболочкой, который они используют для связывания Gas6 и белка S для активации ТАМ-рецепторов.
Вирусы, покрытые лигандом, стимулируют передачу сигналов IFN типа I, активируют рецепторы TAM на дендритных клетках (DC) и подавляют передачу сигналов интерферона типа II, чтобы обойти защиту хозяина и ускорить инфекцию. DC с дефицитом TAM демонстрируют ответы IFN типа I, которые более выражены, чем у клетки дикого типа в ответ на вирусное воздействие. В результате флавивирусам и псевдотипированным ретровирусам труднее заражать ДК с дефицитом ТАМ, хотя инфекция может быть возвращена антителами к IFN типа I. В то же время ингибитор ТАМ-киназы предотвращает инфицирование ДК дикого типа. ТАМ-рецепторы, которые являются потенциальными мишенями для терапии, тем самым активируются вирусами для снижения передачи сигналов IFN типа I. [7] Гликопротеины на поверхности оболочки служат для идентификации и связывания рецепторных участков на мембране хозяина. Определенный набор вирусных белков участвует в ряде структурных изменений. Когда эти изменения закрепятся/закончатся, тогда и только тогда происходит слияние с мембраной хозяина. [8] Эти гликопротеины опосредуют взаимодействие между вирионом и клеткой-хозяином, обычно инициируя слияние вирусной оболочки и клеточной мембраны хозяина. [9] В некоторых случаях вирус с оболочкой образует эндосому внутри клетки-хозяина. [10] Существует три основных типа вирусных гликопротеинов: белки оболочки, мембранные белки и шиповидные белки (E, M и S). [11] Затем вирусная оболочка сливается с мембраной хозяина, позволяя капсиду и вирусному геному проникнуть в хозяина и заразить его. [ нужна ссылка ]
Все вирусы с оболочкой также имеют капсид , еще один белковый слой, расположенный между оболочкой и геномом. [1] Вирус окутывает свою нежную нуклеиновую кислоту белковой оболочкой, известной как капсид, от латинского capsa, что означает «коробочка», чтобы защитить его от враждебной среды. Подобно тому, как многочисленные кирпичи собираются вместе, образуя стену, капсид состоит из одного или нескольких различных типов белков, которые неоднократно повторяются, образуя весь капсид. Этот повторяющийся узор создает прочный, но довольно гибкий капсид. Нуклеиновая кислота внутри капсида надежно защищена благодаря своим скромным размерам и физическим трудностям при ее открытии. Нуклеокапсид вириона состоит из нуклеиновой кислоты и капсида. Помните, что геномы большинства вирусов очень малы. Гены кодируют инструкции по созданию белков, поэтому маленькие геномы не могут кодировать многие белки. Следовательно, капсид вириона состоит из одного или нескольких белков, которые повторяются снова и снова, образуя структуру. Вирусная нуклеиновая кислота была бы физически слишком велика, чтобы поместиться внутри капсида, если бы она состояла из более чем нескольких белков. [12] Капсид, выполняющий целенаправленную роль в защите генома в дополнение к уклонению от иммунного распознавания. [13] Вирусный капсид известен своей защитой РНК до ее внедрения в клетку-хозяина, в отличие от вирусной оболочки, которая защищает белковый капсид. [14]
Клетка, из которой отрастает вирус , часто умирает или ослабевает и выделяет больше вирусных частиц в течение длительного периода времени. оболочка Двухслойная липидная этих вирусов относительно чувствительна к высыханию , теплу и амфифилам , таким как мыло и моющие средства , поэтому эти вирусы легче стерилизовать, чем вирусы без оболочки, они имеют ограниченную выживаемость вне среды хозяина и обычно должны передаваться непосредственно от хозяина. принять. Персистенция вирусной оболочки, независимо от того, является ли она оболочкой или обнаженной, является фактором, определяющим долговечность вируса на неодушевленных поверхностях. [15] Вирусы с оболочкой обладают большой приспособляемостью и могут изменяться за короткое время, уклоняясь от иммунной системы. Вирусы с оболочкой могут вызывать стойкие инфекции . [ нужна ссылка ]
Вакцинация против вирусов с оболочкой может действовать путем нейтрализации активности гликопротеинов антителами. [16]
Примеры оболочечных вирусов
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые примеры видов вирусов с оболочкой:
- ДНК-вирусы
- РНК-вирусы
- Ретровирусы
Примеры вирусов без оболочки
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые примеры вирусов без оболочек:
- ДНК-вирусы
- РНК-вирусы
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б ХЕРЛБЕРТ, РОНАЛЬД Э. Основы микробиологии 102. Глава № 11: Вирусы . Архивировано из оригинала 10 ноября 2008 г. Проверено 7 ноября 2008 г.
- ^ Рей, Феликс А.; Лок, Ши-Мэй (08 марта 2018 г.). «Общие характеристики вирусов с оболочкой и значение для разработки иммуногенов для вакцин следующего поколения» . Клетка . 172 (6): 1319–1334. дои : 10.1016/j.cell.2018.02.054 . ISSN 0092-8674 . ПМК 7112304 . ПМИД 29522750 . S2CID 3775608 .
- ^ Банерджи, Нилотпал; Мухопадхьяй, Суми (март 2016 г.). «Вирусные гликопротеины: биологическая роль и применение в диагностике» . Вирусная болезнь . 27 (1): 1–11. дои : 10.1007/s13337-015-0293-5 . ISSN 2347-3584 . ПМЦ 4758313 . ПМИД 26925438 .
- ^ Лунь, Ченг Ман; Вахид, Абдул А.; Маджадли, Ахлам; Пауэлл, Николь; Фрид, Эрик О. (16 марта 2021 г.). «Механизм нацеливания вирусных гликопротеинов с помощью мембраносвязанных белков RING-CH» . мБио . 12 (2): e00219–21. дои : 10.1128/mBio.00219-21 . ISSN 2150-7511 . ПМК 8092221 . ПМИД 33727347 .
- ^ Гелдерблом HR. Структура и классификация вирусов. В: Барон С., редактор. Медицинская микробиология. 4-е издание. Галвестон (Техас): Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне; 1996. Глава 41. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8174/.
- ^ Кэдд, TL; Скогинг, У.; Лильестрем, П. (ноябрь 1997 г.). «Отпочкование оболочечных вирусов от плазматической мембраны» . BioEssays: Новости и обзоры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития . 19 (11): 993–1000. дои : 10.1002/bies.950191109 . ISSN 0265-9247 . ПМК 7161837 . ПМИД 9394621 .
- ^ Бхаттачарья, Сучита; Загурская, Анна; Лью, Эрин Д.; Шреста, Бимми; Ротлин, Карла В.; Нотон, Джон; Даймонд, Майкл С.; Лемке, Грег; Янг, Джон А.Т. (14 августа 2013 г.). «Оболочечные вирусы отключают врожденные иммунные реакции в дендритных клетках путем прямой активации ТАМ-рецепторов» . Клетка-хозяин и микроб . 14 (2): 136–147. дои : 10.1016/j.chom.2013.07.005 . ISSN 1931-3128 . ПМЦ 3779433 . ПМИД 23954153 .
- ^ Бенхайм, Марк А.; Ли, Келли К. (08 апреля 2020 г.). «Новые биофизические подходы раскрывают динамику и механику механизмов слияния вирусов I типа и их взаимодействие с мембранами» . Вирусы . 12 (4): Е413. дои : 10.3390/v12040413 . ISSN 1999-4915 . ПМЦ 7232462 . ПМИД 32276357 .
- ^ Наваратнараджа, CK и др. «Сборка вирусов: частицы в оболочке». Энциклопедия вирусологии (2008): 193–200. два : 10.1016/B978-012374410-4.00667-1
- ^ Уайт, Джудит М. и Гэри Р. Уиттакер. «Слияние вирусов с оболочкой в эндосомах». трафика Объем 17,6 (2016): 593-614. два : 10.1111/tra.12389
- ^ Банерджи, Нилотпал и Суми Мукхопадьяй. «Вирусные гликопротеины: биологическая роль и применение в диагностике». Вирусная болезнь, том. 27,1 (2016): 1–11. два : 10.1007/s13337-015-0293-5
- ^ Лаутен, Дженнифер (2016). «Структура и классификация вирусов» . Основная вирусология человека : 19–29. дои : 10.1016/B978-0-12-800947-5.00002-8 . ISBN 9780128009475 . ПМК 7150055 .
- ^ Стюарт, Дэвид И.; Рен, Цзиншань; Ван, Сянси; Рао, Зихе; Фрай, Элизабет Э. (май 2019 г.). «Структура капсида вируса гепатита А» . Перспективы Колд-Спринг-Харбора в медицине . 9 (5): а031807. doi : 10.1101/cshperspect.a031807 . ISSN 2157-1422 . ПМК 6496327 . ПМИД 30037986 .
- ^ Кливер, Дин О. (2009). «Капсид и инфекционность при обнаружении вирусов» . Пищевая и экологическая вирусология . 1 (3): 123–128. дои : 10.1007/s12560-009-9020-y . ISSN 1867-0334 . ПМЦ 2837222 . ПМИД 20234879 .
- ^ Фирке, Лебедь; Божар, Софи; Лобер, Пьер-Эммануэль; Сане, Фамара; Калун, Дельфина; Изард, Дэниел; Хобер, Дидье (июнь 2015 г.). «Выживание вирусов с оболочкой и без оболочки на неодушевленных поверхностях» . Микробы и окружающая среда . 30 (2): 140–144. дои : 10.1264/jsme2.ME14145 . ISSN 1342-6311 . ПМЦ 4462923 . ПМИД 25843687 .
- ^ Рей, Феликс А.; Лок, Ши-Мей (8 марта 2018 г.). «Общие характеристики вирусов с оболочкой и значение для разработки иммуногенов для вакцин следующего поколения» . Клетка . 172 (6): 1319–1334. дои : 10.1016/j.cell.2018.02.054 . ПМК 7112304 . ПМИД 29522750 .
- ^ «Вирус бешенства» . CDC. Архивировано из оригинала 18 января 2017 г. Проверено 7 ноября 2008 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Структура вируса» . Молекулярные выражения: изображения под микроскопом . Проверено 27 июня 2007 г.
