Virový protein - Viral protein

Schéma toho, jak lze virovou kapsidu zkonstruovat pomocí více kopií pouhých dvou molekul proteinu

A virový protein je součástí i produktem a virus. Virové proteiny jsou seskupeny podle jejich funkcí a patří mezi ně skupiny virových proteinů strukturní proteiny, nestrukturální proteiny, regulační proteiny a doplňkové proteiny.[1] Viry nežijí a nemají prostředky k vlastní reprodukci, místo toho, aby se mohly množit v závislosti na zdrojích hostitelské buňky. Viry tedy nekódují mnoho svých vlastních virových proteinů a místo toho používají strojní zařízení hostitelské buňky k produkci virových proteinů, které potřebují pro replikaci.[2]

Virové strukturní proteiny

Většina virových strukturních proteinů je složkou pro kapsidu a obal viru.

Capsid

Hlavní článek: Capsid

Genetický materiál viru je uložen ve struktuře virového proteinu nazývané kapsida. Kapsida je „štít“, který chrání virové nukleové kyseliny před degradací hostitelskými enzymy nebo jinými druhy pesticidů nebo morů. Funguje také pro připojení virion k hostiteli a umožnit virionu proniknout přes membránu hostitelské buňky. Mnoho kopií jediného virového proteinu nebo několik různých virových proteinů tvoří kapsidu a každý z těchto virových proteinů je kódován jedním gen z virové genom. Struktura kapsidy umožňuje viru použít malý počet virových genů k vytvoření velké kapsidy.[3]

Několik protomery, oligomerní (virové) proteinové podjednotky, se spojí za vzniku kapsomery a kapsomery se spojí a vytvoří kapsidu.[1] Capsomeres se mohou zařídit do icosahedral, spirálovitá nebo komplexní kapsida, ale v mnoha virech, jako je virus herpes simplex, je ikosahedrální kapsida sestavena.[2] Tři asymetrické a neidentické virové proteinové jednotky tvoří každou z dvaceti identických trojúhelníkových ploch v ikosahedrální kapsidě.[2]

Virová obálka

Hlavní článek: Virová obálka

The kapsid některých virů je uzavřeno v membráně zvané virová obálka. Ve většině případů je virový obal získán kapsidou z plazmatické membrány hostitelské buňky, když virus opustí svou hostitelskou buňku procesem nazývaným pučící.[4] Virová obálka je tvořena a lipidová dvojvrstva zalité s virovými proteiny, včetně virových glykoproteiny.[1] Tyto virové glykoproteiny se vážou na specifické receptory a koreceptory na membráně hostitelských buněk a umožňují virům připojit se k jejich cílovým hostitelským buňkám.[1] Některé z těchto glykoproteinů zahrnují:

Virové glykoproteiny hrají klíčovou roli při fúzi mezi viry a buňkami. Fúze mezi viry je zahájena, když se virové glykoproteiny váží na buněčné receptory.[5]

Virové membránové fúzní proteiny

Fúze virové obálky s buněčná membrána vyžaduje vysokou energii. Virové membránové fúzní proteiny působí jako katalyzátory k překonání této vysokoenergetické bariéry.[6] Po navázání virového glykoproteinu na buněčné receptory fúzní proteiny virové membrány procházejí změnou strukturní konformace.[6] Tato změna konformace pak usnadňuje destabilizaci a fúzi virového obalu s buněčnou membránou tím, že umožňuje fúzní smyčky (FL) nebo hydrofobní fúzní peptidy (FP) na virovém obalu k interakci s buněčnou membránou.[6] Většina virových membránových fúzních proteinů by po fúzi skončila ve vlásenkové konformaci, ve které jsou FLs / FP a transmembránová doména na stejné straně proteinu.[6]

Virové glykoproteiny a jejich trojrozměrné struktury před a po fúzi umožnily objevit širokou škálu strukturních konformací.[6] Virové membránové fúzní proteiny byly seskupeny do čtyř různých tříd a každá třída je identifikována charakteristickými strukturálními konformacemi:

  • Třída I: Postfúzní konformace má zřetelnou centrální strukturu stočené cívky složenou z podpisového trimeru α-spirálových vlásenek. Příkladem virového fúzního proteinu třídy I je HIV glykoprotein, gp41.[6]
  • Třída II: Protein postrádá centrální strukturu stočené cívky. Obsahuje charakteristickou prodlouženou strukturu ektodomény β-listu, která se znovu složí, aby poskytla zastřihovač vlásenek. Příklady virových fúzních proteinů třídy II zahrnují protein E viru dengue a protein E viru západního Nilu.[5][6]
  • Třída III: Strukturální konformace je kombinací vlastností z fúzních proteinů virové membrány třídy I a třídy II. Příkladem virového fúzního proteinu třídy III je glykoprotein viru vztekliny, G.[6]
  • Třída IV: Virové fúzní proteiny třídy IV jsou fúzní asociované malé transmembránové (FAST) proteiny. Sami nevytvářejí zastřihovače vlásenek nebo vlásenkových struktur a jsou to nejmenší známé virové fúzní proteiny. FAST proteiny jsou kódovány členy neobaleného reoviridae rodina virů.[6]

Virové nestrukturální proteiny

Hlavní článek: Virový nestrukturální protein

Virové nestrukturální proteiny jsou proteiny kódované genomem viru a jsou exprimovány v infikovaných buňkách.[1] Tyto proteiny se však ve virionu neshromažďují.[1] Během replikace virů vykonávají některé virové nestrukturální proteiny důležité funkce, které ovlivňují samotný proces replikace.[1] Podobně během shromažďování virů vykonávají některé z těchto proteinů také důležité funkce, které ovlivňují proces shromažďování.[1] Některé z těchto virových nestrukturálních proteinových funkcí jsou tvorba replikonu, imunomodulace a transaktivace genů kódujících virový strukturální protein.[1]

Tvorba replikonu

Hlavní článek: Replikon (genetika)

Virové nestrukturální proteiny interagují s proteiny hostitelských buněk za vzniku replikonu, jinak známého jako replikační komplex.[1] V virus hepatitidy C., virové nestrukturální proteiny interagují s buněčnými váček membránový transportní protein, hVAP-33, k sestavení replikonu.[1] Virová nestrukturální 4b (NS4B ) Protein mění membránu hostitelské buňky a zahajuje proces tvorby replikačního komplexu.[1][7] Jiné virové nestrukturální proteiny jako např NS5A, NS5B, a NS3, jsou také přijati do komplexu a NS4B s nimi interaguje a váže se na viry RNA.[1][7]

Imunomodulace

The imunitní odpověď hostitele k infikované buňce lze upravit pomocí imunomodulačních vlastností virových nestrukturálních proteinů.[1] Mnoho druhů velkých DNA viry kódují proteiny, které podkopávají imunitní odpověď hostitele, což umožňuje proliferaci viru.[8] Takové proteiny mají potenciál při vývoji nových biofarmaceutických způsobů léčby zánětlivé onemocnění u lidí, protože bylo prokázáno, že proteiny tlumí zánětlivé látky imunitní mediátory.[9] Virový nestrukturální protein NS1 v virus západního Nilu zabraňuje aktivaci komplementu prostřednictvím jeho vazby na protein kontrolující komplement, faktor H.[1] Výsledkem je snížení rozpoznávání infikovaných buněk komplementem a infikované buňky zůstávají nepoškozené imunitním systémem hostitele.[1][10]

Virové regulační a doplňkové proteiny

Virové regulační a doplňkové proteiny mají mnoho funkcí. Tyto virové proteiny řídí a ovlivňují expresi virových genů ve virovém genomu, včetně rychlosti transkripce strukturního genu viru.[1] Virové regulační a doplňkové proteiny také ovlivňují a upravují buněčné funkce hostitelské buňky, jako je regulace genů a apoptóza.[1]

U DNA virů a retrovirů mohou virové regulační proteiny zvyšovat transkripci virových genů, podobně mohou tyto proteiny také zvyšovat transkripci buněčných genů hostitele.[11]

Virové pomocné proteiny, také známé jako pomocné proteiny, jsou kódovány genomem retrovirů.[12] Většina virových doplňkových proteinů plní své funkce pouze ve specifických typech buněk.[12] Rovněž nemají velký vliv na replikaci viru.[12] V některých případech by však udržování replikace virů vyžadovalo pomoc (a funkci) virových doplňkových proteinů.[12]

Endogenní retrovirové proteiny

Syncytin je endogenní retrovirus protein, který byl zachycen v genomu savců, aby umožnil fúzi membrány v placentární morfogenezi.[13]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q r s Uversky, Longhi, Vladmir, Sonia (2011). Flexibilní viry. Wiley. p. 4. ISBN  9781118135549.
  2. ^ A b C Slonczewski, Foster, Joan, John (2013). Mikrobiologie: vyvíjející se věda. Třetí edice. W. W. Norton & Company. str. 192–195. ISBN  978-0393123678.
  3. ^ Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (01.01.2000). Molekulární buněčná biologie: Viry: struktura, funkce a použití. Citováno 9. dubna 2016.
  4. ^ Pornillos, Owen; Garrus, Jennifer E; Sundquist, Wesley I (01.12.2002). "Mechanismy tvorby obaleného RNA viru". Trendy v buněčné biologii. 12 (12): 569–579. doi:10.1016 / S0962-8924 (02) 02402-9. PMID  12495845.
  5. ^ A b White, Judith M .; Delos, Sue E .; Brecher, Matthew; Schornberg, Kathryn (01.01.2008). „Struktury a mechanismy proteinů fúze virových membrán“. Kritické recenze v biochemii a molekulární biologii. 43 (3): 189–219. doi:10.1080/10409230802058320. ISSN  1040-9238. PMC  2649671. PMID  18568847.
  6. ^ A b C d E F G h i Podbilewicz, Benjamin (2014). "Mechanismy virové a buněčné fúze". Roční přehled buněčné a vývojové biologie. 30 (1): 111–139. doi:10.1146 / annurev-cellbio-101512-122422. PMID  25000995.
  7. ^ A b Gouttenoire, Jérôme; Penin, François; Moradpour, Darius (01.03.2010). „Nestrukturální protein viru hepatitidy C 4B: cesta na neprozkoumané území“. Recenze v lékařské virologii. 20 (2): 117–129. doi:10,1002 / rmv.640. ISSN  1099-1654. PMID  20069613.
  8. ^ Engel, P; Angulo, A (2012). „Virové imunomodulační proteiny: uzurpování hostitelských genů jako strategie přežití“. Pokroky v experimentální medicíně a biologii. 738: 256–278. doi:10.1007/978-1-4614-1680-7_15. ISBN  978-1-4614-1679-1. PMID  22399384.
  9. ^ Lucas, A; McFadden, G (2004). "Vylučované imunomodulační virové proteiny jako nová bioterapeutika". J. Immunol. 173 (8): 4765–74. doi:10,4049 / jimmunol. 173,8,4765. PMID  15470015.
  10. ^ Chung, Kyung Min; Liszewski, M. Kathryn; Nybakken, Grant; Davis, Alan E .; Townsend, R. Reid; Fremont, Daved H .; Atkinson, John P .; Diamond, Michael S. (12. 12. 2006). „Nestrukturní protein NS1 viru Nil inhibuje aktivaci komplementu vazbou na regulační proteinový faktor H“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 103 (50): 19111–19116. doi:10.1073 / pnas.0605668103. ISSN  0027-8424. PMC  1664712. PMID  17132743.
  11. ^ Flint, Jane; Shenk, Thomas (1997). "Virové transaktivační proteiny". Výroční přehled genetiky. 31 (1): 177–212. doi:10.1146 / annurev.genet.31.1.177. PMID  9442894.
  12. ^ A b C d Coffin, John M .; Hughes, Stephen H .; Varmus, Harold E. (01.01.1997). Retroviry: Doplňkové proteiny a shromáždění. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Citováno 13. dubna 2016.
  13. ^ Mi S, Lee X, Li X, Veldman GM, Finnerty H, Racie L, LaVallie E, Tang XY, Edouard P, Howes S, Keith JC Jr, McCoy JM (2000). „Syncytin je zajatý retrovirový obalový protein podílející se na morfogenezi lidské placenty“. Příroda. 403 (6771): 785–9. Bibcode:2000Natur.403..785M. doi:10.1038/35001608. PMID  10693809.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)

externí odkazy