Вирусология / OSNOVN_Ye_PONYaTIYa_virusologii-2011-2
.pdf
Формы вирионов
•Спиральная (вирус табачной мозаики, M13, филовирусы Эбола и Марбург)
•Изометрическая (аденовирусы, пикорнавирусы и др.)
•Оболочечные
сферические
вирусы
Порядки симметрии изометрических вирусных частиц
Самосборка вирусных частиц
•Френкель-Конрат и Вильямс впервые собрали вирусную частицу вируса табачной мозаики из смеси РНК и вирусного белка
•Вирион ВТМ состоит из спирально уложенной РНК и 2130 субъединиц (по 158 остатков а-к) белка оболочки. Диаметр спирали вириона – 18 нм, его длина – 300 нм.
Виды вирусных белков и их модификация
•Вирусные белки бывают структурными (входящими в состав вириона) и неструктурными (синтезирующимися и функционирующие только в процессе репликации вируса)
•Поверхностные вирусные белки у оболочечных вирусов – гликозилированы
•Сайты гликозилирования могут уменьшить или просто прекратить связывание с моноклональными антителами. В некоторых случаях исчезновение связывания с моноклональными антителами гораздо сильнее связано с гликозилированием чем с аминокислотными заменами.
•Сайт N-гликозилирования – N-{X}-S/T-Х-, где Х – любая аминокислота кроме пролина. Примеры: белок гемагглютинин вируса гриппа – в среднем 7 сайтов. Гликопротеин вируса Эбола – 29 сайтов гликозилирования!
•O-гликозилирование происходит на поздней стадии во время процессинга белка, в аппарате Гольджи и заключается в присоединении N-acetyl-galactosamine к Серину или Треонину специальным ферментом.
Гликозилирование белков
•Гликозилирование – это одна из форм пост-трансляционной модификации, ферментативный процесс, в результате которого сахариды превращаются в гликаны, которые далее присоединяются к белкам, липидам или другим молекулам. В результате этого процесса получаются одни из важнейших классов биополимеров.
•Гликаны выполняют множество структурно-функциональных ролей в мембранных и секретируемых белках; основное количество белков, синтезирующихся в ЭР, подвергаются гликозилированию. Кроме того, гликозилирование также происходит в цитоплазме и ядре как O-GlcNAc- модификация.
Всего пять классов гликанов синтезируется в клетке:
•1. N-linked glycans attached to a nitrogen of asparagine or arginine side chains,
•2-3. O-linked glycans attached to the hydroxy oxygen of serine, threonine, tyrosine, hydroxylysine, or hydroxyproline side chains, or to oxygens on lipids such as ceramide;
•4. Phospho-glycans linked through the phosphate of a phospho-serine;
•5. C-linked glycans, a rare form of glycosylation where a sugar is added to a carbon on a tryptophan side chain,
Полисахаридные цепи, присоединенные к целевым белкам, выполняют разные функции. К примеру, некоторые белки не могут сложиться в нужную структуру без первоначального гликозилирования. Другие белки стабилизируются через гликозилирование.
Фосфорилирование белков
•Фосфорилирование белков – это их пост-трансляционная модификация, в ходе которой Серин, Треонин или Тирозин фосфорилируются протеин-киназой. Регуляция функций белков путем их фосфорилирования – широко распространено и иногда называется фосфорегуляцией, потому что очень часто это либо активирует белок, либо дезактивирует.
•Функции фосфорилирования:
•1. Активация функции белка
•2. Ингибирование функции белка
•3. Инициация связывания с другими белками и такимм образом – активация сигнальных систем в клетке
•4. Инициация деградации белков через АТФ-зависимый ubiquitin/proteasome путь.
Другие виды модификаций белков
•Сульфатирование
•Обрезание лидирующих и якорных последовательностей
•Присоединение к нуклеиновым кислотам
Гипотезы о происхождении вирусов
Вирусы, заражающие клетки организмов трех царств жизни -
Archaea, Bacteria и Eukarya, также имеют специфические особенности этих царств, предполагая что вирусы появились очень рано в ходе эволюции жизни.
Сейчас обсуждаются следующие гипотезы их происхождения:
•Вирусы появились первыми из всех организмов (!?)
•Вирусы - деградировавшая форма бактерий
•Деградировавшая форма клеточных органелл – митохондрий и др.
•Вирусы – эволюционирующие мобильные элементы генома
•Коэволюция вирусов вместе с клетками
Исходно был мир РНК, затем – мир ДНК. Поэтому – сначала РНК-вирусы, потом – ДНК-вирусы
Сейчас считают, что вирусы имеют множественное происхождение, и поэтому разные гипотезы – для разных отрядов вирусов
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!