Információ

4.8.2: Vírushoz való kötődés és genombevitel – biológia

4.8.2: Vírushoz való kötődés és genombevitel – biológia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

A kötődés egy specifikus kötődés a víruskapszid fehérjék és a gazdasejt felszínén lévő specifikus receptorok között.

Tanulási célok

  • Megkülönböztetni a vírustapadást és a genomba való bejutást

Főbb pontok

  • A vírus bejutása a fertőzés legkorábbi szakasza a vírus életciklusában, mivel a vírus érintkezésbe kerül a gazdasejttel, és vírusanyagot juttat be a sejtbe.
  • A receptorhoz való kötődés hatására a vírusburok fehérje olyan változásokon megy keresztül, amelyek a vírus és a sejtmembránok fúzióját eredményezik, vagy a burokkal nem rendelkező vírusfelszíni fehérjék megváltozását, ami lehetővé teszi a vírus bejutását.
  • A virionok receptor által közvetített endocitózissal vagy membránfúzióval jutnak be a gazdasejtbe.

Kulcsfontossagu kifejezesek

  • kapszid: A vírus külső fehérjehéja.
  • receptorok: A biokémia területén a receptor a sejt felszínén leggyakrabban előforduló molekula, amely a sejtből kívülről származó kémiai jeleket fogad.
  • virionok: Egy teljes vírusrészecske, amely egy kapszidnak nevezett külső fehérjehéjból és egy nukleinsav belső magjából áll.

A víruspopulációk nem sejtosztódással nőnek, mert acellulárisak. Ehelyett egy gazdasejt gépezetét és anyagcseréjét használják fel, hogy több másolatot készítsenek magukról, és összeállnak a sejtben. A vírusok életciklusa nagyban különbözik a fajok között, de mindegyiküknek ugyanazok az alapvető életciklus-szakaszok.

A kötődés egy specifikus kötődés a víruskapszid fehérjék és a gazdasejt felszínén lévő specifikus receptorok között. Ez a specifitás határozza meg a vírus gazdakörét. Például a HIV a humán leukociták korlátozott körét fertőzi meg. Ennek az az oka, hogy felszíni fehérje, a gp120 specifikusan kölcsönhatásba lép a CD4 molekulával, egy kemokin receptorral, amely leggyakrabban a CD4+ T-sejtek felszínén található. Ez a mechanizmus úgy fejlődött ki, hogy előnyben részesítse azokat a vírusokat, amelyek csak azokat a sejteket fertőzik meg, amelyekben képesek replikációra. A receptorhoz való kötődés hatására a vírusburok fehérje olyan változásokon megy keresztül, amelyek a vírus és a sejtmembránok fúzióját eredményezik, vagy a burokkal nem rendelkező vírusfelszíni fehérjék megváltozását, ami lehetővé teszi a vírus bejutását.

A penetráció a kötődést követi: A virionok receptor által közvetített endocitózison vagy membránfúzión keresztül jutnak be a gazdasejtbe. Ezt gyakran „vírus behatolásnak” nevezik. ” A növényi és gombasejtek fertőzése eltér az állati sejtektől. A növények sejtfala merev cellulózból, a gombáké kitinből épül fel, így a legtöbb vírus csak a sejtfal sérülése után juthat be ezekbe a sejtekbe. Azonban szinte minden növényi vírus (például a dohánymozaikvírus) közvetlenül is mozoghat sejtről sejtre, egyszálú nukleoprotein komplexek formájában, a „plazmodezmának” nevezett pórusokon keresztül. A baktériumoknak, például a növényeknek erős sejtfaluk van, amelyet a vírusnak át kell törnie, hogy megfertőzze a sejtet. Tekintettel azonban arra, hogy a bakteriális sejtfalak sokkal kisebb méretük miatt kevésbé vastagok, mint a növényi sejtfalak, egyes vírusok olyan mechanizmusokat fejlesztettek ki, amelyek genomjukat a sejtfalon keresztül juttatják be a baktériumsejtbe, miközben a víruskapszid kívül marad.


4.8.2: Vírushoz való kötődés és genombevitel – biológia

Az MDPI által közzétett összes cikk nyílt hozzáférésű licenc alatt azonnal elérhetővé válik világszerte. Nincs szükség külön engedélyre az MDPI által közzétett cikk egészének vagy egy részének újrafelhasználásához, beleértve az ábrákat és táblázatokat is. A nyílt hozzáférésű Creative Common CC BY licenc alatt közzétett cikkek esetében a cikk bármely része engedély nélkül újrafelhasználható, feltéve, hogy az eredeti cikkre egyértelműen hivatkoznak.

A Feature Papers a legfejlettebb kutatást képviseli, amely jelentős potenciállal rendelkezik a területen. A kiemelt tanulmányokat a tudományos szerkesztők egyéni felhívására vagy ajánlására nyújtják be, és a megjelenés előtt szakértői értékelésen esnek át.

A Feature Paper lehet egy eredeti kutatási cikk, egy jelentős, újszerű kutatási tanulmány, amely gyakran több technikát vagy megközelítést is magában foglal, vagy egy átfogó áttekintő dokumentum, amely tömör és pontos frissítéseket tartalmaz a terület legújabb előrehaladásáról, és szisztematikusan áttekinti a tudományos legizgalmasabb fejleményeket. irodalom. Ez a fajta papír kitekintést nyújt a jövőbeli kutatási irányokra vagy lehetséges alkalmazásokra.

Az Editor’s Choice cikkek a világ minden tájáról származó MDPI folyóiratok tudományos szerkesztőinek ajánlásain alapulnak. A szerkesztők kiválasztanak néhány, a folyóiratban nemrég megjelent cikket, amelyekről úgy vélik, hogy különösen érdekesek lesznek a szerzők számára, vagy fontosak lesznek ezen a területen. A cél az, hogy pillanatképet adjunk a folyóirat különböző kutatási területein megjelent legizgalmasabb munkákról.


Vírus genom

Míg a sejtek genomjukhoz kettős szálú DNS-t tartalmaznak, a vírusok nem korlátozódnak erre a formára. Míg vannak dsDNS vírusok, vannak egyszálú DNS-sel rendelkező vírusok is (ssDNS), kétszálú RNS (dsRNS), és egyszálú RNS (ssRNS). Ebben az utolsó kategóriában az ssRNS vagy pozitívan érzékel (+ssRNS, ami azt jelenti, hogy átírhat egy üzenetet, például mRNS-t), vagy lehet negatív értelmű (-ssRNS, ami azt jelzi, hogy komplementer az mRNS-sel). Egyes vírusok még a nukleokapszidban lévő nukleinsav egy formájával indulnak ki, majd a replikáció során egy másik formává alakítják át.


A phlebovírus glikoproteinek szerepe a vírus behatolásában, összeállításában és felszabadulásában

A bunyavírusok háromoldalú RNS genommal rendelkező burkos vírusok, amelyek komoly veszélyt jelenthetnek az állatok és az emberek egészségére. A Bunyaviridae családba tartozó Phlebovirus nemzetség tagjait szúnyogok és kullancsok terjesztik az emberre, köztük olyan magas patogenitású kórokozók, mint a Rift Valley láz vírus (RVFV) és a súlyos láz thrombocytopenia szindróma vírussal (SFTSV), valamint olyan vírusok, amelyek nem okoznak betegséget emberek, mint az Uukuniemi vírus (UUKV). A phlebovírusok és más bunyavírusok a burokfehérjéket, a Gn-t és a Gc-t használják a célsejtekbe való bejutáshoz és az utódrészecskék összeállításához a fertőzött sejtekben. Így a Gn és a Gc kötődése a sejtfelszíni faktorokhoz elősegíti a vírus kötődését és sejtbe történő felvételét, és az endoszomális alacsony pH-értéknek való kitettség indukálja a vírus és a vezikulum membránok Gc-vezérelt fúzióját. Ezenkívül a Gn és a Gc elősegíti a vírusgenom virionos beépülését intracelluláris doménjeiken keresztül, a Gn és Gc kölcsönhatások pedig lehetővé teszik egy erősen rendezett glikoprotein rács kialakulását a virion felszínén. Az elmúlt évtizedben végzett tanulmányok fontos betekintést nyújtottak a phlebovírus Gn és Gc fehérjék konfigurációjába a vírus membránjában, a phlebovírusok által használt sejtfaktorokba és a phlebovírus Gc fehérjék által a membránfúzióhoz használt mechanizmusaiba. Itt áttekintjük tudásunkat a glikoprotein biogeneziséről, valamint a Gn és Gc fehérjék szerepéről a phlebovírus replikációs ciklusában.

Kulcsszavak: Bunyaviridae szerelvény belépő glikoproteinek membrán fúziója phlebovírus szignál peptidáz vírus kapcsolódás.

Ábrák

A phlebovírusok replikációs ciklusa. (…

A phlebovírusok replikációs ciklusa. ( A ) A phlebovírusok sejttapadását...

Kódolási és kifejezési stratégia…

A phlebovírus M-szegmenseinek kódolási és expressziós stratégiája. Az M-szegmensek az antigenomikus…


Absztrakt

A vírusok úgy fejlődtek ki, hogy az élet mindhárom területéről – a baktériumokból, az archaeákból és az eukariótákból – bejussanak a sejtekbe. A több mint 3600 ismert vírus közül több száz képes megfertőzni az emberi sejteket, és ezek többsége betegségekhez köthető. A sejt belsejébe való bejutáshoz az állati vírusok a gazdasejt receptorokhoz kapcsolódnak. A vírusbejutási fehérjék és a gazdasejt-receptorok közötti kölcsönhatás és a bejutáshoz vezető konformációs változások megértésének előrehaladása példátlan lehetőségeket kínál új terápiák és vakcinák kifejlesztésére.

Valószínűleg a huszadik század elején d'Herelle 1 észlelte először, hogy egy vírus specifikusan kötődik egy sejthez. Kulturált Shigella és alkalmanként tiszta foltokat – lizált baktériumokat – észlelt a baktériumok szaporodásának gyepén szilárd agar táptalajon, amelyet plakknak nevezett el. A vírusok, amelyek lizáltak Shigella bakteriofágoknak nevezték el. Ko-ülepítési kísérletekkel kimutatta, hogy a vírus gazdasejthez való kötődése a fertőzés első lépése, és a kötődés csak akkor következett be, ha a vírust a vírusra fogékony baktériumokkal keverték össze. Ez a korai tanulmány kimutatta, hogy a vírus gazdakörét a kapcsolódási lépés határozta meg. Egy évszázaddal később kezdjük megérteni az egyre több vírus-receptor kölcsönhatás részleteit atomi szinten. Minden vírus tartalmaz nukleinsav genomot (RNS-t vagy DNS-t), amelyek a vírusgenom által kódolt fehérjékkel vannak csomagolva. A vírusok két fő kategóriába sorolhatók: burkolt vírusok, amelyeknek a gazdasejtből származó lipidmembránja (buroka) és a burokkal nem rendelkező vírusokra, amelyeknek nincs membránja. 24 különböző családból származó vírusok okozhatnak vagy kapcsolódnak emberekben betegségeket (1. táblázat), ezért kulcsfontosságú annak megértése, hogy a különböző vírusok hogyan oldják meg a sejtekbe jutás problémáját, és hogyan gátolható ez a folyamat. Ez az áttekintés összefoglalja a közelmúltban elért eredményeket a vírusbejutási mechanizmusok molekuláris szintű megértésében, valamint e folyamatok terápiás beavatkozásának lehetőségeit.

Mind a burokkal nem rendelkező, mind a burokkal rendelkező vírusok ugyanazokat a vírusbejutási fő lépéseket és útvonalakat osztják meg – amelyek a sejtfelszíni receptorokhoz való kötődéssel kezdődnek, és a vírusgenom sejt citoplazmába való eljuttatásával végződnek (1. ábra). A receptorokhoz – amelyek lehetnek fehérjék, szénhidrátok vagy lipidek – kötődve a vírusok két fő útvonalat használnak a sejtbe való bejutáshoz – az endocitikus és a nem endocitikus úton. Az endocitikus út általában klatrinnal bevont vezikulákban vagy gödrökben történő transzport útján történik, de alkalmaznak nem klatrin bevonatú gödröket, makropinocitózist vagy caveolákat is 2 . Egyes vírusok endocitózissal internalizációt indukálhatnak – például a majomvírus 40 (SV40), amely helyi aktin polimerizációt és dinamin toborzást indukál a 3. belépés helyén (1. ábra). A nem endocitikus bejutási út a plazmamembránon való közvetlen átlépést jelenti semleges pH-n (1. ábra). A nem endocitikus utat használó vírusok az endocitikus úton is bejuthatnak a sejtekbe – például az 1-es típusú humán immundeficiencia vírus (HIV-1). A membránfúzió – egy alapvető sejtfolyamat, amely elengedhetetlen a fagocitózishoz, pinocitózishoz és hólyagos forgalomhoz – az endocitikus vagy nem endocitikus útvonalat használó burokkal rendelkező vírusok alapvető bejutási módja. A folyamatot membránfehérjék szabályozzák és közvetítik, amint a membránok egymáshoz közel vannak. Mind a burokkal rendelkező, mind a burokkal nem rendelkező vírusok esetében a sejtekbe való bejutás a vírus ENTRY PROTEINS vagy a gazdasejt receptorok fontos konformációs változásaival jár, amelyeket az alacsony endoszomális pH indukál. Ez történhet behatolással (burok nélküli vírusok esetén), vagy fúzióval (burkolt vírusok esetén). A gazdasejtbe való bejutást követően számos vírus, köztük a HIV-1 és az SV40, nukleoprotein komplexek formájában átjut a citoplazmán. A nukleoprotein komplexen található, felszínre kitett nukleáris lokalizációs jelek lehetővé teszik a sejtmagba való célzást és a sejtmagba való bejutást, valamint a nem osztódó sejtek fertőzését.

a | Klatrin által közvetített endocitózis, például adenovírus. A caveolák által okozott endocitózis is előfordulhat, például az SV40. b | Fúzió a sejtmembránnál, például HIV. A fúzió egy endoszómán belülről is előfordulhat, például influenza.

Az olyan vírusok bejutását, mint az SV40, az echovírus 1 (EV1), a HIV-1, a kanyaróvírus, az Ebola vírus és az Epstein-Barr vírus (EBV), fokozhatják a lipid mikrodomének, az úgynevezett LIPID RAFTS 4,5. Más vírusok, beleértve az influenzát is, használhatják a lipid tutajokat platformként, amelyeken elegendő számú vírusmolekula virionokká koncentrálódhat, hogy hatékonyan kiléphessen az egyik sejtből és bejusson egy másik sejtbe 6 . A Semliki Forest vírus (SFV) vagy a Sindbis vírus (SIN) LIPOSzómákkal való fúziójához azonban nincs szükség tutajokra, és a tutajok jelenléte gátolhatja a membránfúziót 7 . Azt még tisztázni kell, hogy a tutajok részt vesznek-e az SFV és a SIN8 fertőző sejtbejutásában.

Egyes vírusok közvetlen sejt-sejt kapcsolaton keresztül jutnak be a sejtekbe, olyan struktúrák segítségével, amelyeket a polarizált citoszkeleton, adhéziós molekulák és a vírusfehérjék alkotnak a fertőzött sejtcsatlakozásnál, amelyet „virológiai szinapszisnak” neveznek9. A vírusok közvetlen sejtről sejtre történő átvitele ezzel a folyamattal – például retrovírusok (például humán T-sejtes limfóma-leukémia vírus 1-es típusú (HTLV-1) és HIV-1), herpeszvírusok (például herpes simplex vírus (HSV). ) és a varicella-zoster vírus) és a poxvírusok (például a vaccinia vírus) – kevéssé ismert. Sok esetben nem világos, hogy ezen az úton a sejtről sejtre történő átvitel magában foglalja-e a membrán fúzióját vagy behatolását, vagy a vírusnak a sejtcsatlakozásokon keresztül történő közvetlen átvitelét. Egyes vírusok, például a HIV-1, hatékony és gyors sejtről sejtre történő átvitelét közvetíthetik olyan virionok, amelyek bimbózó vagy éppen a szorosan egymásra ható sejtek közötti térbe kerültek, vagy sejt-sejt fúzióval. . A sejtről sejtre történő átvitel megvédheti a vírusokat az immunrendszer hatásaitól, és fontos átviteli útvonal lehet in vivo.

Az olyan vírusok, mint a HIV-1 és a poliovírus, a transzcitózisnak nevezett folyamat révén be- és kiléphetnek a sejtekbe anélkül, hogy áthaladnának a membránokon. A transzcitózist – a vezikuláris transzportot a sejt egyik oldaláról a másikra – a többsejtű organizmusok arra használják, hogy szelektíven mozgassanak anyagot (általában makromolekulákat) a sejteken keresztül két környezet között anélkül, hogy azt módosítanák. A vírusok bitorolták ezt a mechanizmust, hogy átjussanak a hámsejt gáton, és megfertőzzék a mögöttes sejteket.

A bejutás kinetikája és hatékonysága nagymértékben eltér a különböző családokból származó vírusok között, egy családon belüli vírusok között, egy nemzetségen belüli vírusok között, sőt, még ugyanazon faj izolátumai között is. Egyes vírusok, mint például az adeno-asszociált vírus 2-es szerotípus (AAV-2), az SFV és az influenza nagyon gyorsan (másodperceken belül) képesek átjutni az endoszomális membránokon, és a behatolás hatékonysága akár 50% is lehet (ami azt jelenti, hogy a kapcsolódó vírusok 50%-a bejut a sejtekbe). Az egyes AAV-2 virionok kevesebb mint egy másodperc alatt képesek átjutni a membránokon 11 , az egyes influenzavirionok pedig akár egy vagy több másodperc alatt is átjutnak a membránokon 12,13 . Más vírusok, mint például a HIV-1, egy vagy több percet vesz igénybe, amíg bejutnak a sejtekbe, és a behatolás hatékonysága az AAV-2-hez képest gyenge – gyakran 0,1% (14,15). A vírus bejutásának kinetikája és hatékonysága összefügghet a vírus szerkezetével, és úgy tűnik, hogy a legjobb bejutási kinetika és hatékonyság azoknál a vírusoknál figyelhető meg, amelyek alacsony pH-t használnak behatolási triggerként, és lapos szerkezetűek – mint például az SFV. A sejthez kötött SFV másodpercek alatt összeolvad 80%-os hatékonysággal (16. hivatkozás). A membrán lipid összetétele és szerkezete szintén befolyásolja a vírus bejutásának kinetikáját és hatékonyságát.

Mind a burokkal nem rendelkező, mind a burokkal rendelkező vírusok felhasználhatják a vírusbejutási fehérjékben lévő METASTABLE ÁLLAPOTOK energiáját, hogy felfedjenek olyan hidrofób szekvenciákat 17,18, amelyek destabilizálhatják a gazdasejt membránjait. Ezt követően azonban a különböző intermedierek kialakulása membránpórusok (burok nélküli vírusok esetén) vagy membránfúziós pórusok (burkolt vírusok esetén) kialakulásához vezet (1. ábra). Gyakran egyetlen vírusfehérje konformációs változásai közvetíthetik a membránfúziót. A burokkal rendelkező vírusok egyesülhetnek a plazmamembránnal vagy egy endoszómán belülről. A burokkal nem rendelkező vírusok behatolása és bejutása hasonlíthat a toxinok, például az anthrax toxin 19 bejutásához. A burokkal rendelkező vírusok bejutása hasonlóságot mutat az intracelluláris fúziós folyamatokkal, például az exocitózissal 20 .

Vírusszerkezet és receptor felismerés

A vírus evolúciója számos receptorfelismerő felületi struktúrát eredményezett, amelyekben gyakran körülbelül 10 nm-es vagy hosszabb kiemelkedések (tüskék) vannak, amelyeket a belépő fehérjék képeznek – például koronavírusok (2d. ábra) és AAV-k (2b. ábra) – vagy kanyonok – például a humán rhinovirus 14 (HRV14) 21 és a poliovirus 22 picornavírusok (2a. ábra). A burok nélküli vírusok gyakran kicsik és stabilak, és jó felbontásban diffrakciós kristályokat képezhetnek, így az ebbe a csoportba tartozó, különböző víruscsaládokból származó, viszonylag nagyszámú képviselő szerkezetét röntgenkrisztallográfiával nagy felbontásra oldották meg – jellemzően körülbelül 2 Å. Ezzel szemben a teljes burkos vírusoknak csak néhány szerkezetét – például az SFV 23-at (2c. ábra) és a dengue vírus 24-et – publikálták, amelyeket krioelektronmikroszkóppal legfeljebb 9-Å felbontásra sikerült feloldani.

a | A 160S poliovírus részecske szerkezete. Reprodukálva a Ref. 106 © (2000) American Society for Microbiology. b | Az adeno-asszociált vírus felszíni topológiája 2. A kiálló tüskék fehér színűek. Reprodukálva a Ref. 105 © (2002) National Academies of Sciences, USA. c | A Semliki Forest vírus szerkezete. A színséma a virion középpontjától mért sugárirányú távolságot tükrözi, kékről pirosra növekszik. Reprodukálva a Ref. 23 © (2000) Elsevier Science. d | A súlyos akut légúti szindróma (SARS) koronavírus szerkezete. A koronavírus-részecskének ütő alakú felszíni kiemelkedései vannak – az úgynevezett tüskék. Az adeno-asszociált vírus 2 és a Semliki Forest vírus részecskéi (nem méretarányosan) méretükben a poliovírushoz hasonlíthatók. Reprodukálva a Ref. 107 © (2003) Massachusetts Medical Society.

A vírusba belépő fehérjék szerkezete. A virionhoz kapcsolódó belépési fehérjék jellemzően glikozilált oligomerek – például homodimer kullancsencephalitis vírus (TBE) E fehérje, homotrimer adenovírus rost és influenza hemagglutinin (HA) (3. ábra). Egyes vírusok – például az adenovírusok és a retrovírusok – KÖTŐDÉSI FEHÉRJEI valószínűleg nem lépnek jelentős kölcsönhatásba egymással, míg más vírusok belépő fehérjéi – beleértve az alfavírusokat, például az SFV-t – heterodimereket képeznek más fehérjékkel, és kiterjedt kölcsönhatásba lépnek egymással. kölcsönható fehérjék rácsát alkotják (2c. ábra). Számos burok nélküli vírus – például a humán rhinovirus 14 (HRV14) 21 és a poliovirus 22 (2a. ábra) picornavírusok – teljes CAPSID-jét kölcsönható fehérjék hálózata alkotja, amelyek részt vesznek a bejutásban.

a | A σ1 reovírus-tapadó fehérje szalagkövetése. Reprodukálva a Ref. 108 © (2003) Wiley. b | Az adenovírus rost szalagos nyomkövetése. Reprodukálva a Ref. 22 © (1985) American Association of Sciences. Mindkét reovírus kapcsoló fehérje σ1 (a) és adenovírus rost (b) homotrimerek.Mindegyik trimerben a három monomer piros, narancssárga és kék színnel van feltüntetve. Mindkét fehérje fej-farok morfológiájú, egy hármas β-spirális domén alkotja a farkot, és egy nyolcszálú szendvics domén alkotja a fejet. c | Hasított influenza hemagglutinin trimer 26 . Reprodukálva a Ref. 38 © (2000) Annual Reviews. d | A légúti syncitial vírus F fehérje szerkezetének (RSV-F) modellje, amely a Newcastle-betegség vírusának F fehérje szerkezetével való aminosavszekvencia homológián alapul27. Reprodukálva a Ref. 110 © (2003) Elsevier Science.

A vírusbejutási fehérjék topológiája a tüskéket képező fehérjéktől, amelyek szárat és gömbfejet tartalmaznak (3. ábra) – például reovírusok, adenovírusok, ortomixovírusok és paramixovírusok – a viszonylag „lapos” struktúrákat alkotó fehérjékig, például. az alfavírusok (togaviridae család) (2c. ábra). A burok nélküli reovírus és az adenovírus-tapadó fehérjék topológiái közötti hasonlóság kiterjed ezek háromdimenziós szerkezetére, annak ellenére, hogy e két fehérje aminosavszekvenciái nem mutatnak hasonlóságot 25 (3a., b. ábra). A 3D-s struktúrák közötti hasonlóság, valamint a funkció megőrzése közös ősre utal ezeknek a fehérjéknek, de nem zárja ki a konvergens evolúciót. Általános hasonlóságok a burok nélküli reovírus és az adenovírus-tapadó fehérjék topológiái között, valamint a burokkal rendelkező vírusokból származó ENVELOPE GLYCOPROTEINS (Envs) topológiái között, mint például az influenza HA 26 és a légúti syncitial vírus (RSV) fúziós fehérje között (amelynek van A Newcastle-betegség vírusának (NDV) 27 homológ fúziós fehérjéjével való szekvenciahasonlóság alapján jósolták meg, különösen az aminosav-szekvencia azonosság hiánya miatt ezen fehérjék között (3. ábra). Azonban a reovírus és az adenovírus kötőfehérjék szárát hármas β-spirálok stabilizálják, míg az influenza HA és a légúti syncitial vírus F fehérje szárát α-helikális tekercses tekercsek stabilizálják, ami arra utal, hogy ezeknek a vírusoknak különböző ősei vannak. A TBE 28-ból és a 29-es dengue-láz vírusból származó burokkal rendelkező flavivírus E fehérjék és a burokkal rendelkező alfavírus SFV E1 fehérje 30 szerkezete hasonló egymáshoz, ami hasonló funkciókkal kombinálva utalhat arra, hogy a bejutó fehérjék közös ősei léteznek. flavivírusok és alfavírusok 30 . A vírusbelépő fehérjéket két osztályba osztották, amelyek számos kritériumtól függenek, beleértve a hatásmechanizmust, azt, hogy a belépő fehérje hasad-e, és hogy a belépő fehérje komplexál-e más vírusfehérjékkel. A tekercselt tekercseket tartalmazó Env-eket, mint például az influenza HA-t, a paramixovírus fúziós fehérjét F és a HIV-glikoprotein 160-at (gp160), I. osztályú fúziós fehérjéknek, az alfavírusok és flavivírusok Env-jeit pedig II. osztályú fúziós fehérjéknek 30,31 nevezték el.

A vírusbejutási fehérjék változatos aminosav-szekvenciákkal rendelkeznek, de azok közül, amelyek szerkezetét megoldották, sok hasonló 3D szerkezeti motívumot tartalmaz – bár az általános topológia eltérő lehet. Ez különösen a burkolatlan vírusok esetében figyelemreméltó, hogy a környezetnek kitett, több növényi, rovar- és emlősvírusból származó receptormolekulákat felismerő vírusfehérjék ugyanazt az alapvető magstruktúrát tartalmazzák, amely egy 8 szálú, zselével ellátott β-hordóból áll. -tekercs motívum 18 . Bár csak néhány Env-struktúrát sikerült megoldani, úgy tűnik, hogy hasonló típusú szerkezeti motívumokat használhatnak, mint a burokkal nem rendelkező vírusok a gazdasejtek felismerésére. A legjobban jellemzett vírus Env bejutását közvetítő gömbfeje – az orthomyxovirus influenza HA – β-hordó típusú szerkezetet tartalmaz 26 (3. ábra). Az NDV F fehérje feje egy immunglobulin típusú β-szendvics domént és egy erősen csavart β-lemez domént tartalmaz32. Két másik Env - a HSV glikoprotein D 33 és a Friend rágcsáló leukémia vírus (Fr-MLV) 34 receptorkötő doménje - töredékei szintén tartalmaznak β-hordó szerkezeteket, amelyek hasonlóak az immunglobulinszerű redőhöz. Ennek a korlátozott számú struktúrának az elemzése azt mutatja, hogy a vírusok konzervált β-lemez-vázakat használnak, amelyeket változó hurkok kapcsolnak össze, amelyek lehetővé teszik az új receptorokhoz való gyors alkalmazkodást. A kötetlen állapotban lévő receptorkötő doménekkel rendelkező Envs másik három röntgenkristályszerkezete a flavivírusok TBE 28 és dengue vírus 29 fő Env-einek oldható fragmensei, valamint az SFV 30 E1 fragmense, amelyek túlnyomórészt β-t tartalmaznak. szálak. A legtöbb ilyen β-szál lapokba van csomagolva, köztük egy hatszálú β-hordó a második doménben, és egy immunglobulinszerű β-hordó a harmadik doménben, amely fontos lehet a sejtreceptorokhoz való kötődés szempontjából.

Vírusreceptorok felismerése a gazdasejteken. Bár a VÍRUSRECEPTOROK változatos szekvenciákkal, szerkezetekkel és sejtfunkciókkal rendelkeznek 35,36, előnyben részesítik azokat a molekulákat, amelyek reverzibilis, többértékű AVIDITY által meghatározott kölcsönhatások révén részt vesznek a sejtadhézióban és felismerésben. A vírusok úgy alakulhattak ki, hogy kötődjenek bőséges sejtreceptorokhoz, vagy olyan sejtreceptorokhoz, amelyek viszonylag alacsony affinitást mutatnak természetes ligandumaikhoz, nagy affinitással37, vagy olyan receptorokhoz, amelyek mindkét tulajdonsággal rendelkeznek (2. táblázat).

A különböző vírusok – és akár ugyanazon vírus különböző izolátumai – receptor-felismerési kölcsönhatásai jelentősen eltérhetnek egymástól. A vírustapadó fehérjék és rokon receptoraik közötti alacsony affinitású (μM-mM) kötődési kölcsönhatások jellemzően kis területet foglalnak magukban a vírus és a sejtreceptorok között, és nem vezetnek konformációs változásokhoz a belépő fehérjékben. Például az influenza HA és SV40 kötődése sziálsavhoz 38 . A vírusreceptorokkal való nagy affinitású (nM–pM) kölcsönhatások nagy kiterjedésű (körülbelül 10 nm 2 ) kölcsönhatást foglalnak magukban a vírus- és sejtreceptorok között, és gyakran nagy konformációs változásokkal járnak. Például a HIV-1 gp120 kötődése a CD4-hez és a CCR5 vagy CXCR4 CO-RECEPTOROK egyikéhez, valamint a poliovírus CD155-höz való kötődése egyaránt konformációs változásokat eredményez18,39. Az egyik kivétel az adenovírus rost nagy affinitású kötődése a coxsackievírus-adenovírus receptorhoz (CAR), ami nem jár jelentős konformációs változásokkal (4. ábra).

a | Az adenovírus 12 (Ad12) gomb és a coxsackievírus-adenovírus receptor D1 (CAR D1) közötti interfész molekuláris felületi ábrázolása. Az ábrán két szomszédos Ad12 gomb monomer látható, az Ad12 és CAR D1 molekulák közötti határfelületen, és egy sárgától (érintkezés a CAR D1-gyel) pirosig (nincs érintkezés a CAR D1-gyel) színezett skálán. A CAR D1-gyel érintkező atomok megoszlanak a két Ad12 monomer között. Ref. 111 © (1999) American Association of Sciences. b | A HIV-1 gp120 és CD4 receptor érintkezési felülete. A gp120 felülete piros, a CD4 receptortól 3,5 Å távolságra lévő felület (felület-atom-központ távolság) pedig sárgával látható. Ref. 39 © (1998) Nature, Macmillan Magazines. c | A rhinovírus és a poliovírus kölcsönhatása receptoraikkal. A poliovírus CD155 receptorához és a rhinovírus ICAM-1 receptorához való kötődésének összehasonlítása. Az ábra egy poliovírushoz kötött CD155 molekula (zöld), a poliovírus molekulafelületének (sárga), beleértve a kanyont és egy rhinovírushoz kötött IC1 molekula (piros) elektronsűrűségét mutatja. Az ábra elkészítéséhez a poliovírus és a rhinovírus struktúráit egymásra raktuk. Reprodukálva a Ref. 112 © (2000) Oxford University Press. d | Az oldható glikoprotein D (gD285) fragmens konformációs változása. A bal oldali panelen a gD285 fragmentum látható, komplexben a herpeszvírus belépési mediátor A-val (HveA). A HveA-kötő hajtű amino-terminális része (piros) kölcsönhatásba lép a gD285 α-hélixének (fehér) 224-240. aminosavaival. A jobb oldali panelen a ligand nélküli gD285 látható. Ref. 33 © (2003) American Society for Microbiology.

A nagy affinitású receptorkötő hely a vírusfehérje mély hasadékában (vagy kanyonjában) helyezkedhet el, például a pikornavírusokban, vagy tartalmazhat hurkokat, üregeket és csatornákat, például az adenovírus gombját és a HIV gp120-at. 4). Meglehetősen szokatlan, hogy a HSV-1 glikoprotein D HveA receptorkötő helye a glikoprotein D molekula egyik szélén egy amino-terminális meghosszabbításon helyezkedik el, ahelyett, hogy a glikoprotein D szekvencia sok részéből állna össze, mint egy tipikus kötőfelület esetében. vagy kötőzseb. Konformációs változásokon megy keresztül, amikor a receptorhoz kötődik 33 . Nincs összefüggés a vírus beléptető fehérje szerkezete és a sejtreceptor szerkezete között. Az azonos családba tartozó vírusok, például a retrovírusok, különböző sejtreceptorokhoz kötődhetnek, és ugyanaz a sejtmolekula, például a sziálsav, több különböző vírus receptoraként is szolgálhat.

Az egyik receptorral való kölcsönhatások által kiváltott konformációs változásokra szükség lehet egy másik receptor kötőhelyének feltárásához, például a CD4 és a gp120 közötti kölcsönhatás egy nagy affinitású kötőhely expozícióját idézi elő egy társreceptorhoz (tipikusan CCR5 vagy CXCR4) HIV-1 gp120-on. Ebben az esetben a CD4 „tapadó” receptorként szolgál, amely biztosítja a specifikus kötődést a CD4-et expresszáló sejtekhez, a koreceptor pedig „fúziós” receptorként szolgál, amely konformációs változásokat indukál, amelyek fuzogén szekvenciák expozíciójához vezetnek. A HIV-1 egyes törzseiben a koreceptorok CD4 hiányában a kötődést és a fúziót is közvetíthetik. A bejutást egy alacsony affinitású receptorhoz, például heparin-szulfáthoz való kötődés is elindíthatja, amit nagyobb affinitású kölcsönhatások követnek. Sok receptor szerepe a belépésben továbbra is megoldatlan vagy ellentmondásos. Úgy tűnik, hogy a vírusok széles körben használják a sejtekbe való bejutást egynél több receptorral való kölcsönhatás révén, különösen bizonyos típusú sejtek fertőzésére. in vivo. Abban az esetben, ha egy adott sejtreceptor hiányzik, néhány vírusra ALTERNATÍV VÍRUSRECEPTOROKAT is azonosítottak. Például a galaktozil-ceramid 40 és szulfatált származéka (szulfatid) támogathatja az alacsony szintű HIV-1 fertőzést egyes CD4-negatív sejtvonalakban, bár az ilyen alternatív receptorok szerepe in vivo ismeretlenek maradnak.

Bár a humán vírusok azonosított receptorainak száma az elmúlt két évtizedben gyorsan nőtt 41,42,43,44,45,46, a legtöbb vírusreceptor továbbra is karakterizálatlan, és csak néhány röntgenkristály- vagy krioelektronmikroszkópos szerkezet létezik. belépő fehérjék a receptorokkal komplexben (4. ábra). Az új receptorok azonosítása fontos a vírus tropizmusának, patogenitásának és a behatolási mechanizmusoknak a megértéséhez. Nemrég azonosították a súlyos akut légúti szindróma koronavírus (SARS-CoV) receptorát – az angiotenzin-konvertáló enzimet 2 (ACE2) –, csak hónapokkal a vírus felfedezése után 47 , és a receptorkötő domént az aminocsoportra lokalizálták. -a SARS-CoV belépő fehérje 303-537. savmaradékai 48.

A vírusreceptor működését a membrán szerveződése befolyásolja. A lipid tutajokat intenzíven tanulmányozták, hogy meghatározzák a vírus behatolásában betöltött lehetséges szerepeket 5 . Bár a tutajok jól jellemezhetők, szerepük a vírus behatolásában ellentmondásos. A HIV-1 bejutásával kapcsolatos tanulmányok szemléltetik a még mindig fennálló vitákat a tutajok szerepével kapcsolatban a vírus behatolásában. A koleszterin kimerülése és a glikoszfingolipid szintézis gátlása együttesen csökkenti a HIV-1 Env által közvetített membránfúzió hatékonyságát – jellemzően körülbelül kétszeresére –, ami a tutaj integritásának megzavarása miatt a membránfúzióra gyakorolt ​​hatásokra utalhat 5 . Úgy tűnik, hogy a tutajkomponens glikoszfingolipidek Gb3 és GM3 kölcsönhatásba lépnek a gp120-zal CD4 jelenlétében, ami arra is utalhat, hogy a tutajok részt vesznek a HIV-1 bejutásában49. A legújabb adatok azonban azt mutatják, hogy a HIV-1 fertőzés nem függ a CD4 és CCR5 tutajokban való jelenlététől, és azt javasolták, hogy a koleszterin független mechanizmussal modulálja a HIV-1 bejutását, ami valószínűleg a membrán összeolvadásával vagy a koreceptor modulációjával függ össze. kötés 50 . Bár a raftok pontos szerepe a receptorokat expresszáló gazdasejtekben ellentmondásos, a közelmúltban végzett kísérletek egyértelműen kimutatták a tutajok fontosságát a membránfúzióban azáltal, hogy elegendő számú influenza HA-molekulát csoportosítottak 200–280 nm átmérőjű tutajokba 6 . Úgy tűnik tehát, hogy mind a receptort expresszáló, mind az Env-t expresszáló sejtekben a tutajok funkciója főként a bejutásban részt vevő molekulák helyi koncentrációjának növelése. A glikozfingolipidek nemcsak szerkezeti alapot jelenthetnek a tutajképződéshez, hanem közvetlenül kölcsönhatásba léphetnek a vírusbejutási fehérjékkel és sejtreceptor molekulákkal.

A belépő fehérjék konformációs változásai

A receptorfelismerést követően a vírusbejutási fehérjék jelentős konformációs változásokon mennek keresztül, amelyek a bejutási folyamatot a teljessé teszik. Az egyik hipotézis az, hogy számos vírus, köztük a poliovírus, az influenza, a HIV, a TBE és az SFV belépő fehérje metastabil, nagy energiájú állapotban van17,18. A közelmúltban végzett differenciális pásztázó-kalorimetriás mérések azonban azt mutatták, hogy az influenza HA semleges pH-n történő kibontakozása endoterm folyamat, ami azt jelezheti, hogy nincs metastabil, nagy energiájú állapotban 51,52 . A metastabil állapot hipotézise szerint a receptorkötés vagy a pH változás (vagy esetleg mindkét esemény 53,54, de ezt a lehetőséget vitatják 55) biztosíthatja azt az aktiválási energiát, amely ahhoz szükséges, hogy a vírus belépési fehérje elérje az energiagátakat. stabil, energetikailag kedvező állapot. Az ebbe az állapotba való átmenet energiáját arra használják, hogy a belépő fehérjék belső részeiből olyan szekvenciákat vonjanak ki, amelyek destabilizálhatják a membránokat. A vírusbelépő fehérje szerkezeti átalakulása, majd a külső membrán-destabilizáló szekvencia ezt követő hatása membránpórusok és membránfúziós pórusok kialakulását idézi elő.

Burkolt vírusok: I. osztály, II. osztály és nem osztályozott fúziós fehérjék. Az I. osztályú fúziós fehérje prototípusa az influenza HA. Talán a legjobban jellemzett fúziós köztitermékek a spirális tekercsek, amelyeket reprezentatív ortomixo-, paramixo-, retro-, filo- és koronavírusok fúziós fehérjéinek fragmentumai képeznek38,56,57. Úgy gondolják, hogy ezek a struktúrák a legalacsonyabb energiaállapotot képviselik, amelyet a receptorkötés vagy az alacsony pH-érték által kiváltott konformációs változások sorozata után ér el. Amellett, hogy a fúzió során feltekeredett tekercsek képződnek, sok ilyen vírusból származó Env-ek a prekurzor fehérjék proteolitikus hasításával érnek, és membránhoz rögzített alegységeket eredményeznek, amelyek N-terminális fúziós peptideket tartalmaznak, de néhány koronavírus, köztük a SARS-CoV, nem hasadnak, és trimerek maradnak a fúziós folyamat során 30,31 . Egy hasonló, de négyszálú, tekercselt tekercs számos intracelluláris fúziós folyamatban vesz részt, beleértve a szinaptikus vezikula fúziót 20 . Bár a tekercses tekercsek kialakulása visszafordíthatatlan, bizonyos reverzibilis lépésekkel jár – például a HA 58 influenza esetében. Az ezen struktúrák kialakulásához vezető út molekuláris részletei nem teljesen ismertek, de számos intermediert tartalmaznak, amelyek kinetikai mérésekkel és szerkezeti elemzéssel megkülönböztethetők 56,59 (5. ábra). Az influenza HA konformációs átmeneteinek molekuláris dinamikai szimulációi, amelyeket semlegesről alacsony pH-értékre váltás indukál, azt jelezheti, hogy a HA fehérjék globuláris doménjeinek teljes disszociációja feltárhatja a fúziós peptideket, és a peptideket a cél felé irányíthatja. membrán, ami összhangban van egy rugóterhelésű konformációs változás hipotézissel 60 .

a | Az I. osztályú fúziós fehérjék által közvetített vírusmembránfúzió működési modelljének sematikus ábrázolása. Példaként az influenzavírust mutatjuk be, amely egy endoszómába épül be. A fúziós fehérje natív állapotában – amely egy trimer – a felszíni alegység nagy része (zöld) szabaddá válik. A transzmembrán alegység egy része, beleértve a fúziós peptidet is, nincs kitéve. A fúziót aktiváló körülményeket követően konformációs változások következnek be, hogy a fúziós peptidet (piros) „kiszabadítsák” a korábban nem exponált helyéről. Az influenza HA esetében ez „rugós” mechanizmussal történik. A „hajtű előtti” intermedier két membránon átível – a transzmembrán domén a vírusmembránban helyezkedik el, a fúziós peptid pedig a gazdasejt membránjába van beépítve. A hajtű előtti intermedier a hajtűk trimerjét képezi, és megtörténik a membránfúzió, ami pórusok kialakulásához és a vírusgenom citoplazmába történő felszabadulásához vezet. Ref. engedélyével módosítva. 56 © (2001) Annual Reviews. b | osztályú vírus fúziós fehérjék konformációs változásai és belépés. A dengue-láz vírusból származó II. osztályú fúziós (E) glikoprotein fragmentumainak szerkezete 29 . A polipeptidlánc a központi doménben kezdődik (I. domén, piros), amely egy nyolcszálú, fel-le topológiájú β-hordó. A központi domén szálai között két hosszú inszerció alkotja a dimerizációs domént (II. domén, sárga). A karboxi-terminális domén (III. domén, kék) egy antiparallel β-hordó, immunglobulinszerű topológiával, amelyet három diszulfid híd stabilizál. A doméndefiníció a peptidszekvencián is kiemelve (felül). A belépés során az oligomer szerkezet átrendeződik. A dengue-vírus glikoproteinek konfigurációja a virion felszínén semleges pH-n és a javasolt konfiguráció alacsony pH-n látható. Az E-glikoproteinek sárga hengerekként láthatók, a fúziós peptid pedig zöld. Reproduced from Refs 24,29 © (2002) Elsevier (2003) National Academies of Sciences.

A II. osztályú fúziós fehérjék nem hasadnak proteolitikusan, és inkább belső, mint N-terminális fúziós peptidekkel rendelkeznek30,31. Egy második membránglikoproteinnel komplexként szintetizálják őket, és a II. osztályú fúziós fehérjék fuzogén potenciáljának aktiválása magában foglalja ennek a járulékos fehérjének a hasítását. Három II. osztályú fúziós fehérje – a TBE és a dengue-vírus E fehérje, valamint az SFV E1 fehérje – röntgenkrisztallográfiája feltárta e fehérjék közös redőzését, amely szerkezetileg nem rokon az I. osztályú vírusfúziós fehérjékkel. A II. osztályú fúziós fehérjék heterodimerként hajtogatnak a kísérő (chaperon) glikoproteinnel – például a pE2 pE1-gyel az alfavírusokban és a prM a pE-vel a flavivírusokban –, és fehérjehálózatot alkotnak a vírus felszínén. A fuzogén konformációs változások a dimerek reverzibilis disszociációjához vezetnek, monomerek szabadulnak fel, majd membránok jelenlétében stabil homotrimerekké irreverzibilis reasszociáció következik be (5. ábra).Bár az SFV és SIN alfavírusok megkövetelik a koleszterin és a szfingolipidek membránkomponenseit a kötődéshez és a konformációs változások megindításához, a flavivírus TBE-nek nincs szüksége ezekre a membránkomponensekre – de a célmembránokhoz való kötődés és a TBE E fehérje trimerizációja kölcsönhatásba léphet a koleszterinnel 61 .

Az I. és II. osztályú fúziós fehérjéktől eltérően a veszettség vírus és a hólyagos szájgyulladás vírus (VSV) (Rhabdoviridae család) G fehérjéinek alacsony pH által kiváltott konformációs változásai reverzibilisek, ami azt jelzi, hogy az alacsony pH nem vált ki. átmenet egy nagy energiájú köztes állapoton 62,63 . A membránokkal való kölcsönhatások azonban visszafordíthatatlan konformációs változásokat idézhetnek elő. A VSV és a veszettségvírus egyaránt fuzionálhat tiszta lipidvezikulákkal, bár egyik vírus sem igényel specifikus lipideket a fúzióhoz. A belépő fehérjék egyensúlyi állapotai közötti átmenet szabad energiát biztosíthat a membrán fúziós gát leküzdéséhez, de a fúziós hely kialakításához sokkal több trimerre lehet szükség, amelyek együttműködnek, mint a tipikusan becslések szerint érintett 5-6 trimer64. A rhabdovírusok G fehérjéi számos közös tulajdonsággal rendelkeznek az I. osztályú fúziós fehérjékkel (például van egy belső fúziós peptidjük, és nem képeznek komplexet más fehérjékkel a virion felszínén) és a II. osztályú fúziós fehérjékkel (például nem hasadnak el és nem rendelkeznek heptád szekvenciákkal, amelyek előre jeleznék a tekercses tekercseket). A rhabdovírus G fehérje röntgenkristályszerkezetét nem sikerült megoldani, és még várni kell, hogy egy új III. osztályú fúziós fehérjecsalád alapító tagja lesz-e.

Burkolt vírusok: membránfúzió. A fúziós fehérjék minden osztályán átmenő konformációs változások fontos szerepe az energiagátak leküzdése, lehetővé téve a membrán destabilizációját és a fúziós pórusok kialakulását. A VSV sejttel való fúziójának energiagátja a becslések szerint körülbelül 42 kcal mol −1 (65. hivatkozás). A fehérjementes modell lipid kettősrétegek esetében az aktiválási energiák összehasonlíthatók – 37, 27 és 22 kcal mol −1 becsült értékeket jelentettek egy reverzibilis első intermedier képződésére, egy második, félig stabil intermedierré való átalakulására és irreverzibilis fúzióra. -pórusképződés, illetve 66 , ami azt jelzi, hogy a vírusfúzió alapvető molekuláris mechanizmusai hasonló lipidmolekuláris átrendeződéseket foglalhatnak magukban, mint a modell lipidmembránok fúziója során.

Nem világos, hogy a vírusfehérje konformációs változásaiból felszabaduló energiát hogyan használják fel a membránfúziós energiagátak leküzdésére. Az I. osztályú fúziós fehérjék esetében nemrégiben azt találták, hogy a hat hélixből álló kötegek kialakulása stabilizálja a fúziós pórusképződést67. Rugóterhelésű 68 konformációs változás (5. ábra) szükséges, de nem biztos, hogy elegendő a HA-közvetített fúzióhoz, és a membránfúziós pórusba való átmenet részben a HA fúziós peptid későbbi hatásától függhet. és transzmembrán domén 69 . A II. osztályú fúziós fehérjék esetében azt javasolták, hogy a pH által kiváltott konformációs változások II. osztályú fehérje β-hordóinak beépülését eredményezik a gazdaszervezet membránjába, ami viszont fúziós pórusok kialakulásához vezet 24 . Úgy tűnik, hogy miután a vírusfehérje konformációs változásai elegendő energiát biztosítottak ahhoz, hogy lehetővé tegyék a szoros membránappozíciót (kevesebb mint 1 nm) és a destabilizációt, a fúziós pórusok kialakulása az intermediereken, száron és hemifúziós diafragmákon keresztül mehet végbe, ami minden ismert vírusra közös lehet. membránfúziós eljárások 70,71 . A gp64 bakulovírusra kapott adatok összhangban vannak ezzel a hipotézissel72.

Számos modellt javasoltak lipid-fehérje komplexek általi fúziós pórusképzésre52,70. A tipikusan oldatban stabil virális nukleoprotein komplex átvitelének biztosításához úgy tűnik, hogy a fúziós pórus belső bélésének hidrofilnek kell lennie. A fúziós pórusok kialakulásához minimális számú (5-6) oligomer vírusbelépő fehérjére van szükség ahhoz, hogy szupramolekuláris lipid-protein komplexet képezzenek. Ez egy dinamikus folyamat, és a kis pórusok visszafordíthatóan kinyílhatnak és bezáródnak. A fúziós pórusképződés modelljei főként az influenza HA által közvetített fúzión alapulnak, de általánosságban érvényesek lehetnek. A fúziós pórus megnagyobbodása, amely lehetővé teszi a genomnak a sejtbe történő átvitelét, ismeretlen mechanizmus révén következik be.

Burkolatlan vírusok: membránpenetráció. A burokkal nem rendelkező vírusok behatolási mechanizmusa továbbra is kevéssé ismert, bár viszonylag kicsik és egyszerű szerkezetűek 18 . Az összetettebb burokkal rendelkező vírusok fúziója jobban megérthető a burokkal rendelkező vírusok és sejtek közötti hasonlóságok miatt – mindkettőt membránok veszik körül, és fúziójuk nem feltétlenül igényli a vírus nukleoprotein komplexének jelentős átszervezését. Ezzel szemben vagy a teljes burok nélküli vírusnak át kell jutnia a membránon, vagy fontos konformációs változásokon kell keresztülmennie, és át kell vinnie a genomot a membránon. Ez utóbbi esetben a metastabil állapot energiáját nemcsak a sejtmembrán destabilizálására kell fordítani, hanem a nukleoprotein komplex átszervezésére is, hogy a genom akár pórusokon, akár egyéb struktúrákon keresztül a destabilizált membránon keresztül felszabadulhasson. Bár a vírusbelépő fehérjék konformációs változásaiban számos kulcsfontosságú intermedier szerkezetét már megoldották atomi felbontásra, nyilvánvaló, hogy még sok tanulnivaló van hátra, mivel nehézségekbe ütközik, ha csak a vírusok gyors konformációs változásainak tanulmányozásával járnak. mindegyik virion néhány molekulája a virionon található nagyszámú felületi molekula hátterében, amelyek nem mennek keresztül szerkezeti változáson.

Belépési fehérjék és patogenezis

A vírusfehérjék nem csak a plazmát és az endoszomális membránokat destabilizálhatják a bejutás során, hanem destabilizálhatják a sejteken belüli más membránokat is, amelyekhez a fehérje közvetlen közelében van, ha van megfelelő trigger, például receptor, alacsony pH vagy alacsony kalciumkoncentráció. Ilyen körülmények például a vírusfehérjék transzportja során lépnek fel, miután a gazdasejtben savas Golgi-vezikulákban szintetizálódnak. Úgy tűnik, hogy a vírusok stratégiákat dolgoztak ki a probléma kezelésére. Például a rhabdovírusok, például a veszettség és a VSV G fehérje natív, aktivált és inaktív konformációkban létezhet. Feltételezték, hogy az inaktív állapot segít elkerülni a membránfúziót a G-fehérje szállítása során73. A HIV-1 Env azonban receptorokkal való kölcsönhatás után sejtlízist indukálhat – valószínűleg a fontos intracelluláris membránok felbomlásával –, így a sejtfunkciók destabilizációjával való megbirkózásra szolgáló módszerek nem univerzálisak 74 . A membránfúziós hatások jelentősége a humán patogenezisben nem tisztázott. Valószínűleg azok a vírusok, amelyek jól alkalmazkodtak gazdájukhoz, nem váltanak ki jelentős patogén hatásokat, amelyek a vírustermelés csökkenéséhez vezethetnének. Azonban az új gazdaszervezetet megfertőző vírusok, mint például a HIV és a SARS, nem biztos, hogy jól alkalmazkodnak ehhez a gazdaszervezethez, és belépő fehérjéik CITOPÁTIÁS HATÁSOKAT okozhatnak. Az endogén retrovírusok által valószínűleg az Envs által közvetített sejtfúzió hozzájárulhat a rák kialakulásához75.

Belépés gátlók, antitestek és vakcinák

A bejutás vonzó célpont a gátlás szempontjából, mivel a belépési mechanizmus extracelluláris, ezért a gyógyszermolekulák könnyebben elérik, mint az intracelluláris célpontokat. A belépési folyamat bármely lépése(i) célba vehetők a belépés gátlóval. Különféle típusú molekulákról, például fehérjékről, peptidekről, szénhidrátokról, kis szerves molekulákról, nukleinsavakról és szupramolekuláris struktúrákról, köztük liposzómákról és fágokról azt találták, hogy gátolják a bejutást. Ennek ellenére a több mint 30 vírusellenes gyógyszerből 76 csak két bejutást gátló hatóanyag van – a Synagis 77 és a T-20 (hivatkozás: 78) –, amelyeket az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) hagyott jóvá klinikai használatra (kivéve a humán gyógyszert). immunglobulin hepatitis A és kanyaró ellen, valamint vírusspecifikus poliklonális humán immunglobulinok citomegalovírus, hepatitis B, veszettség, RSV, vaccinia és varicella-zoster ellen 79). Folyamatos vírusfertőzés (HIV-1) kezelésére csak a T-20-at (amelyet enfuvirtidként forgalmaznak) alkalmaznak. A Synagis humanizált monoklonális antitest (mely palivizumab néven is ismert) az RSV-fertőzések megelőzésére szolgál újszülötteknél és immunhiányos egyéneknél. A T-20 nem egy kis molekula – amelyet a gyógyszer „arany standardjának” tekintenek –, hanem egy olyan peptid, amelyet nem lehet szájon át bevenni. Egy kisméretű szerves molekula bejutását gátló (pleconaril) ígéretes eredményeket mutatott a megfázást okozó pikornavírusok által okozott fertőzések kezelésében 80 , de az FDA nem hagyta jóvá, mivel aggodalmak voltak a más gyógyszerekkel való lehetséges kölcsönhatásokkal kapcsolatban – bár jelenleg különböző formákban állnak rendelkezésre életveszélyes betegségekben való alkalmazásra értékelték. Jelenleg számos vegyülettel foglalkoznak klinikai vizsgálatok, köztük kisméretű szerves molekulákkal, amelyek a HIV-1 CCR5-ös koreceptorhoz kötődnek, és a bejutást gátlók mikrobicidként való hatékonyságát is tesztelik.

Kihívások a vírusbejutást gátló szerek fejlesztésében. A hatékony bejutást gátló szerek kifejlesztésének fő problémái közé tartozik olyan vírusmutánsok létrehozása, amelyek rezisztensek az ilyen gyógyszerekre, alacsony hatékonysággal in vivo és toxikus mellékhatások. Bár ezek a problémák közösek más vírusellenes (és rákellenes) gyógyszerek kifejlesztésében, és korlátozzák azok hatékonyságát, a bejutást gátló szerek fejlesztése sajátos kihívásokkal is szembesülhet. A vírusok úgy fejlődtek ki, hogy felismerik a sejtreceptorokat, és a gazdaszervezet immunrendszerének jelenléte ellenére bejutnak a sejtekbe. A vírus bejutását gátló antitesteknek meg kell kötniük azokat a vírusokat, amelyek már számos stratégiát kidolgoztak az immunelkerülésre, beleértve az immundomináns variábilis hurkokat és a hiányos komplementer kötőfelületeket, az oligomer elzáródást, a glikozilációt81, a konformációs maszkolást82 és a multivalens kölcsönhatásokat. Néhány olyan probléma, amely bármely inhibitor tervezésében rejlik, különösen nagy kihívást jelent azok számára, akik a vírus bejutását célozzák, mint például a nagy affinitású fehérje-fehérje kölcsönhatások kis molekulák általi gátlása. Egy másik stratégia, amelyet a vírusok az antitestek és más bejutást gátló szerek hatásának ellensúlyozására használnak, a vírusok közvetlen sejtről sejtre történő átvitele, amely elkerüli vagy csökkenti a vírus expozícióját olyan inhibitorokkal szemben, amelyek nem képesek áthatolni a membránokon vagy más korlátokon. Ez lehet az egyik fontos oka a megfigyelt alacsony hatékonyságnak in vivo az egyébként erős in vitro inhibitorok. Az alacsony inhibitor potencia és a magas vírusmutációs ráta párosulva talán a legnagyobb kihívást jelentő probléma a belépési gátlók fejlesztésében.

Bár a vírus bejutásának strukturális mechanizmusainak megértésében elért gyors előrehaladás olyan új megközelítéseket ígér, amelyek „kijátszhatják” a vírust, a strukturális modellek előrejelzései alapján ez idáig nem fejlesztettek ki behatolásgátlókat vagy kezelési protokollokat a klinikai használatban. Az új inhibitorok fő forrása továbbra is a kis szerves molekulák, természetes termékek, peptidek és antitestek nagy könyvtárainak szűrése. A belépő fehérjék szerkezete azonban felbecsülhetetlen értékű volt a gátlási mechanizmusok megértésének fejlesztésében, és lehetővé kell tenni az inhibitorok további javítását. Valószínűnek tűnik, hogy előbb-utóbb a szerkezet alapú tervezés olyan behatolásgátlókat eredményez, amelyek klinikai felhasználásra kerülnek.

Megőrzött belépési intermedierek, mint inhibitorok célpontjai, többértékű inhibitorok és más megközelítések. Az egyik kutatási irány, amely felgyorsíthatja a bejutást gátló szerek klinikákra jutását, olyan vegyületek kifejlesztése, amelyek kölcsönhatásba lépnek a bejutási folyamat konzervált intermediereivel, vagy olyan fehérjeszerkezetekkel, amelyek receptorokhoz kötődve kiváltják a kialakulásához vezető konformációs változásokat. ezen belépési intermedierek közül. Az ilyen intermedierek jellemzően csak átmenetileg vannak kitéve, így előfordulhat, hogy a vírusok nem dolgoztak ki olyan stratégiákat, amelyekkel elkerülhetnék az ezeket a struktúrákat célzó inhibitorokat. Ezenkívül a konzervált intermedierek általában fontosak a vírus bejutásához, és feltehetően nem könnyen helyettesíthetők más szerkezetekkel a mutáció után.

A bejutást gátló sikeres tervezésére példa az 5-Helix fehérje, amely megzavarja a HIV-1 bejutását egy konzervált intermedierrel (83. hivatkozás). Egy kapcsolódó példa a peptidek egy osztálya, amely széles körben alkalmazható több I. osztályú fúziós fehérjéket tartalmazó vírusra. A peptidek a fúziós fehérjék régióiból származnak (heptád ismétlődések), amelyek hajlamosak tekercselt tekercseket képezni, és amelyek fúziós közbenső termékként szolgálnak, és lehetővé teszik a fehérjék oligomerizációját. A T-20 (más néven DP178) a HIV-1 gp41 karboxi-terminális heptád régiójából származik, és erős gátló hatást mutatott in vivo 78 . Más vírusokból származó hasonló peptidek, köztük a HTLV-1, RSV, kanyaróvírus, Nipah vírus, Hendra vírus, Ebola vírus és SARS-CoV, szintén ígéretes bejutást gátló jelöltek. Az Ebola vírus azonban csak nagyon magas koncentrációban gátolt, az influenza HA-közvetítette fúzió nem gátolt, és a SARS-CoV fertőzés sem gátolt (K. Bossart és C. Broder, személyes kommunikáció), talán az endocitikus bejutási út miatt ezeknek a vírusoknak. Bár a peptidek bizonyos ígéretes tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a viszonylag kis méretet, amely jó penetrációt biztosíthat magas kötési affinitással kombinálva, az orális készítmények hiánya, a rövid felezési idő, az esetleges toxicitás és immunogenitás korlátozhatja alkalmazásukat.

Nemrég azonosítottak egy kis molekulát, a BMS-378806-ot, amely gátolja a HIV-1 izolátumok széles körének bejutását egy olyan mechanizmus révén, amelyet a CD4 receptorral való versengésnek tulajdonítottak a gp120-hoz való kötődésért (84. hivatkozás). Ez a vegyület azonban gátolta a HIV-1 egyik izolátumának (HIV-1JRFL) IC-vel50 1,5 nM, és a CD4 kötődése ugyanabból az izolátumból származó gp120-hoz IC-vel50 100 nM. Tehát gátló koncentrációkban a BMS-378806 nem zavarja a CD4 kötődését, ami eltérő gátló mechanizmust jelez. A pikornavírus bejutását gátló anyagokkal, például a plekonaril analógiájára a BMS-378806 gátolja a HIV-1 bejutását azáltal, hogy olyan konzervált struktúrákhoz kötődik, amelyek fontosak a konformációs változásokhoz, amelyeken a gp120-nak át kell mennie a vírus bejutásához80. A vírus-membrán egyesülési lépés hatékony vírusspecifikus inhibitorait még nem azonosították.

Egy másik ígéretes irány a multivalens inhibitorok fejlesztése, amelyek a vírusfehérjék mutációiból adódó problémákat leküzdhetik, hogy elkerüljék a gátlást, mivel a multivalens inhibitorok ugyanannak (vagy eltérő) fehérjének több régiójához kötődnek a vírus felszínén. A multivalens inhibitorok egyik példája az influenza és a HIV-1 multimer oldható receptorai (82. hivatkozás), amelyek hatékonyan gátolják a bejutást in vitro és bizonyos mértékig in vivo. A belépés inhibitorok kombinációban vagy fúziós fehérjeként történő alkalmazása szintén növelheti a hatékonyságot. Végül a szerkezet alapú tervezés jelenlegi módszereinek fejlesztése a fehérje flexibilitásának és a ligandumokhoz való kötődés dinamikájának 85 figyelembe vételével, valamint az inhibitorok szűrési módszereivel 86, 87 minden bizonnyal bővítené a vizsgálható lehetséges inhibitorok körét.

Semlegesítő antitestek és vakcina immunogén tervezése. A semlegesítő antitestek általában gátolják a vírus bejutását azáltal, hogy megakadályozzák a vírus sejthez való kötődését, vagy a belépési intermedierekhez kötődnek (88,89,90). Az összegyűjtött humán plazmából összegyűjtött koncentrált antitestekből álló humán immunglobulint sikeresen alkalmazták vírusfertőzések, köztük veszettség, hepatitis A és B, kanyaró, mumpsz, varicella, citomegalovírus és arenavírusok megelőző kezelésére. Az antitestek teljesen megakadályozhatják a fertőzést, de a fertőzés kialakulása után sokkal kevésbé hatékony kezelést jelentenek. A vírusos betegség kezelésére jelenleg klinikailag használt egyetlen monoklonális antitest – a Synagis (MEDI-493) – erősebb, mint a jelenleg használatban lévő poliklonális immunglobulin, és széles körben aktív számos RSV A és B típusú klinikai izolátummal szemben91. Nagy affinitással (3 nM) kötődik az RSV F fehérjéhez, és gátolja a vírus bejutását és a sejtfúziót in vitro IC-vel50 körülbelül 0,1 μg ml -1 . Úgy tűnik, hogy a Synagis hatékonysága in vivo korrelál ezen antitest magas kötődési affinitásával és potenciájával in vitro 94 . A Synagisnak azonban nem volt mérhető klinikai hatékonysága egyetlen 15 mg/kg-os intravénás dózisban történő beadás után olyan csecsemőknek, akiket megállapított RSV-fertőzéssel szállítottak kórházba, bár szignifikánsan csökkentette az RSV-koncentrációt a légcső aspirátumában92.

A 21-es rhinovírus és a 22-es poliovírus röntgenkristályszerkezetei egy lehetséges mechanizmust jeleznek, amellyel a picornavírusok elkerülhetik az antitestek általi semlegesítést a receptorkötő helyet – egy 2 nm mély és 2 nm széles kanyont – körülvevő nem konzervált aminosavak mutációja révén. (4c. ábra). Kezdetben azt feltételezték, hogy a kanyon konzervált aminosavai nem hozzáférhetők az antitestek számára, később azonban kimutatták, hogy egy erősen semlegesítő antitest, a Fab17, úgy képes mélyen behatolni a receptorkötő kanyonba, hogy nagy konformációs változáson megy keresztül anélkül, hogy konformációt indukálna. változások a vírusban 90,93 . Szokatlan módon nemcsak a hipervariábilis maradékok, hanem a Fab17 keretrégiójából származó maradékok is érintkeznek a kanyonnal. A vírusok immunfelismerésének egy másik figyelemre méltó mechanizmusa az antitestek poszttranszlációs módosítása (tirozin-szulfatáció) által nemrégiben felfedezett receptorutánzás (Ref. 94 Huang, C. et al., kézirat készül). Úgy tűnik, hogy az antitestek bármilyen hozzáférhető vírusfelületet felismerhetnek. A gyorsan mutáló vírusok akkor is elkerülhetik a semlegesítő antitesteket, ha a vírusreplikációhoz nélkülözhetetlen struktúrákhoz, például receptorkötő helyekhez kötődnek, kivéve, ha energetikailag azonos profillal kötődnek95. Az, hogy egy vírus elkerüli-e az antitestek általi semlegesítést, az ellenanyag-affinitás (aviditás) és a kötődés kinetikája, a keletkezési sebesség, a koncentráció, valamint a vírus mutációs rátája és alkalmassága közötti kölcsönhatástól függ. Az immundomináns szerkezeti hurkok mutációi, amelyek antitestkötő helyeket képeznek, és a mutációk, amelyek az oligoszacharidok vírusbejutási fehérjékhez való kötődésének megváltozásához vezetnek, gyakori mechanizmusok, amelyek révén a vírusok elkerülik a semlegesítést90,96.

A konzervált aminosavak mutációi, amelyek szerepet játszanak a belépési mechanizmusban, általában a fertőzőképesség csökkenését vagy elvesztését eredményezik.Azok az antitestek vagy származékaik, amelyek olyan epitópokhoz kötődnek, ahol a maradékok adják a legtöbb kötési energiát, bejutást gátló hatásúak lehetnek. Azok az epitópok, amelyek a vírus receptorokhoz való kötődése után vannak kitéve, jellemzően jól konzerváltak – például a 17b 39 és X5 (97. hivatkozás) epitópok a HIV-1 gp120-on. Az egyik lehetséges probléma az antitestek bejutást gátlóként való felhasználásával ebben az esetben a vírusbejutási fehérje poszt-receptor-kötődési állapotához való hozzáférés korlátozott lehet a teljes antitest viszonylag nagy mérete miatt. Ennek és más problémáknak a megoldása olyan erős, széles körben semlegesítő antitestek kifejlesztéséhez vezethet, amelyek korlátozhatják a rezisztens vírusok képződését, különösen, ha ezeket az inhibitorokat más antitestekkel vagy gátló molekulákkal kombinálva alkalmazzák.

Számos vírus, különösen az RNS-vírusok, mint például a HIV-1, virionrajok formájában létezik egy fertőzött egyeden belül, és az izolátumok szekvenciája jelentősen eltérhet. Tehát az erős, széles körben semlegesítő antitestek előidézése a vakcinafejlesztés egyik fontos célja. A HIV-1 Env elleni hatékony, széles körben semlegesítő antitestek léteznek – például b12, 2G12, 447-52D, X5, 2F5 és 4E10/Z13. Azonban ezeknek az antitesteknek a kiváltása in vivo nem járt sikerrel. A széles körben semlegesítő antitestek azonosítása és epitópjaik jellemzése segíthet olyan vakcina-immunogének megtervezésében, amelyek képesek kiváltani ezeket a neutralizáló antitesteket. in vivo — úgynevezett retrovakcinológia 89 . Jelenleg minden olyan vakcinát, amely a belépő fehérjék ellen antitesteket vált ki, empirikusan, antigén felhasználásával fejlesztették ki, nem pedig az előállított antitestek alapján immunogén tervezésével.

A humán antitestek, mint terápiás szerek fontos előnyei az alacsony vagy elhanyagolható toxicitás, a nagy hatékonysággal és a hosszú felezési idővel kombinálva. A hátrányok közé tartozik azonban a semlegesítésrezisztens vírusmutánsok létrehozása, a nagy antitestmolekulák korlátozott hozzáférése a vírus replikációs helyéhez, az orális készítmények hiánya, valamint a magas előállítási és tárolási költség.

Vírusbejutási fiziológia és újracélzás

A vírusok általában betegségekhez kapcsolódnak. Egyes vírusok azonban hasznosak lehetnek. A humán endogén retrovírus W (HERV-W) nélkülözhetetlen lehet a humán fiziológiában – a placenta kialakulásában. A syncytin néven ismert HERV-W Env fuzogén, és szerepet játszik a humán trofoblasztsejtek fúziójában és differenciálódásában98. Retrovirális részecskéket figyeltek meg a méhlepényben, valamint összeolvadt placentasejteket, amelyek morfológiailag a vírus által kiváltott syncytiára emlékeztetnek. Ezek a tanulmányok arra a felvetésre vezettek, hogy egy ősi retrovírus fertőzés kulcsfontosságú esemény lehetett az emlősök evolúciójában99.

A vírusokat régóta használják gének sejtekbe történő átvitelére. Az elmúlt évtizedben egy másik fontos alkalmazás volt a rák kezelésére szolgáló gének és gyógyszerek vírusos bejuttatása. Nagy kihívást jelentett olyan vírusbelépő fehérjék kifejlesztése, amelyek nagy hatékonysággal juttatják el a molekulákat specifikus sejtekhez. E cél elérése érdekében gyakran kívánatos olyan vírusok tervezése, amelyek nem fertőzik meg a natív receptort expresszáló sejteket, hanem egy kiválasztott sejtet céloznak meg. A belépő fehérjék ilyen módon történő tervezése transzdukciós újracélzásként ismert100.

A transzdukciós újracélzás fogalmilag egyszerű megközelítése az, hogy a sejttropizmust meghatározó fehérjét beépítik a kiválasztott fertőző virionba – ez a vírus „pszeudotipizálása”. Ezt retrovírusokban és adenovírusokban egyaránt alkalmazták, és nem igényel előzetes ismereteket a specifikus vírus-receptor kölcsönhatásokról. Egy rokon megközelítésben vírusbejutási fehérjéket használnak gyógyszer- és génszállító hordozók előállítására, például a Sendai vírus F fehérjét liposzómákba építették be, hogy 101-es viroszómákat képezzenek, a hepatitis B L fehérjét pedig élesztőből származó hordozókba építik be. lipidvezikulák 102 . A retrovírusok, adenovírusok és AAV-k újracélzása a belépő fehérjék molekuláris adaptorokkal, például bispecifikus antitestekkel való konjugálásával valósult meg, amelyek speciális receptorkötő tulajdonságokkal rendelkeznek. A belépő fehérjék olyan módosítása, hogy a normál receptorkötő tulajdonság megszűnjön, vagy az alternatív receptorkötődéshez szükséges ligandum beépüljön, szintén sikeres volt az adenovírus tropizmus átirányításában a sejttenyészetben, de valószínűleg nem működik a receptort igénylő vírusok bejutására. -indukált konformációs változások, például retrovírusok, kivéve, ha ezen konformációs változások részletes molekuláris mechanizmusai jobban megértettek. Egy rokon megközelítés az MLV 103 különböző törzseiből származó kiméra Env-ek könyvtárainak szűrésén alapul, vagy a vírusfehérjékben, például az AAV 104 VP3-ában, toleráns helyekre inszertált randomizált peptideken. Ez a megközelítés ígéretesnek tűnik specifikus újracélzó vektorok kiválasztásában. Az AAV 105 és más vírusok szerkezetének megértése segíthet az újracélzás specifitásának és hatékonyságának további javításában. Továbbra is kihívást jelent a több fehérjét magában foglaló összetett belépési mechanizmusú vírusok újracélzása, például a herpeszvírusoké és a poxvírusoké.

Kihívások és perspektívák

A molekuláris mechanizmusok és a vírus bejutását elősegítő konformációs változások dinamikájának tisztázása továbbra is jelentős kihívást jelent. Új megközelítések kidolgozása szükséges ahhoz, hogy tanulmányozhassuk kisszámú membránnal kölcsönhatásba lépő fehérjemolekula gyors konformációs változásait, amelyeket sokkal több nem kölcsönhatásba lépő molekula vesz körül. Reálisabb cél az összes humán vírus bejutását közvetítő fehérjék szerkezetének meghatározása és a rokon sejtreceptorok azonosítása. Ha a kutatás a jelenlegi ütemben folytatódik, ez a cél a következő évtizedben megvalósulhat. Az emberi vírusok összes sejtreceptorának azonosítása fontos hozzájárulás lenne a vírus tropizmusának és patogenezisének megértéséhez. A különféle és sok esetben váratlan módok, amelyekkel a belépő fehérjék befolyásolhatják a patogenezist, új lehetőségeket kínálhatnak a beavatkozásra. Az ismert epitópok hatékony, széles körben közömbösítő antitesteinek kiváltására képes bejutást gátló szerek és vakcina immunogének ésszerű szerkezet/mechanizmus alapú tervezése várhatóan hozzájárul a klinikailag hasznos terápiák és vakcinák kifejlesztéséhez. A humán monoklonális antitestek panelek kifejlesztése az összes patogén humán vírus minden bejutással kapcsolatos fehérje ellen felgyorsíthatja a behatolási mechanizmusok megértését, és segíthet a vírusos betegségek elleni küzdelemben. A vírusok újracélzása terén a közelmúltban elért eredmények reményeket ébresztenek a beléptető gépek tervezésének lehetőségében, amelyek géneket és más molekulákat juttatnak el bármely kiválasztott sejthez.


JÖVŐBELI IRÁNYOK JELZÉSE

HIV Env. által közvetített jelátvitel

A HIV Env képes jelátviteli kaszkádokat közvetíteni a CD4-en és a koreceptorokon keresztül, bár a vírus bejutásának, replikációjának és patogenezisének fiziológiai jelentősége továbbra is ellentmondásos. A közelmúltbeli felfedezések bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a jelzések bizonyos körülmények között fontos szerepet játszanak. Ebben a részben röviden áttekintjük, hogy mit tudunk az Env jelátvitelről a receptorain és a coreceptorokon keresztül, és kiemelünk néhány új felfedezést a területen.

Jelátvitel a CD4-en keresztül

A CD4+ T-sejtek és az APC-k találkozása során a CD4-molekula fokozza a TCR-en keresztüli jelátvitelt, mivel kapcsolatba lép egy rokon peptiddel, amely a II. osztályú fő hisztokompatibilitási komplexhez (pMHC) kötődik. Az Src-családba tartozó fehérje tirozin-kináz Lck beépülése az immunológiai szinapszisba a CD4 citoplazmatikus farkával való kölcsönhatás révén, a CD3γ, CD3b3, CD3b3, CD3b3, #x0 és #x0, immunoreceptor-tirozin alapú aktivációs motívumok (ITAM) foszforilációját eredményezi. A TCR komplex x003b5 és TCR-ζ alegységei és kölcsönhatások effektor molekulákkal (Love és Hayes 2010 Padhan és Varma 2010). A TCR-ζ alegység kétszeresen foszforilált ITAM-jai a Syk-családba tartozó fehérje tirozin-kinázt, a ZAP-70-et toborozzák, amely viszont foszforilálja a LAT és SLP-76 állványfehérjéket, amelyek sok további jelátviteli fehérjét toboroznak, végül T-sejt aktiválódást és aktiválást eredményezve. elterjedése (áttekintése: Love and Hayes 2010).

Bár kimutatták, hogy a HIV a kötődéskor a CD4-en keresztül jelez (Hivroz és mtsai., 1993, Briant és mtsai., 1998), és növeli az Lck aktivitását (Juszczak és mtsai. 1991), továbbra sem világos, hogy a jelátvitel elengedhetetlen-e a fertőzőképességhez. Bár a CD4 csonkolt formáival végzett több korai tanulmány azt mutatta, hogy a CD4-en keresztüli jelátvitel nem szükséges a HIV-bejutáshoz (Benkirane és mtsai., 1994, Tremblay és mtsai., 1994), a legtöbb ilyen vizsgálatot sejtvonalakon és sejtmentes vírusfertőzéssel végeztek. Számos újabb tanulmány kimutatta, hogy az Env-CD4 jelátvitel potenciális szerepet játszik a sejtek fertőző szinapszisban való terjedésében, amely a sejtek közötti speciális csomópont, amely az APC-k és a T-sejtek közötti immunológiai szinapszishoz hasonlít. Az immunológiai szinapszis egyik legfontosabb jellemzője, hogy a T-sejtek leállítják a nyirokcsomókon vagy a célszöveten keresztüli migrációt, hogy lehetővé tegyék az APC-kkel való tartós kölcsönhatást. A HIV gp120 képes volt megállítani a primer aktivált CD4 + T sejtek migrációját ICAM-1 jelenlétében, és spontán indukálni egy virológiai szinapszis kialakulását (Vasiliver-Shamis et al. 2008). Később kiderült, hogy a CD4-en és Lck-n keresztüli jelátvitel felelős a virológiai szinapszis alatti kortikális F-aktin kimerüléséért egy planáris membrán modellrendszer segítségével, amely lehetővé teszi a vírusmag plazmamembránból a sejtmagba való átvitelét (Vasiliver-Shamis et al. 2009). Ezek a tanulmányok arra utalnak, hogy a CD4-en keresztüli Env-jelátvitel szerepet játszhat a HIV-bejutásban fiziológiás körülmények között.

Jelátvitel a CCR5 és CXCR4 segítségével

A CCR5 és a CXCR4 egyaránt a heterotrimer GPCR-ek hét transzmembránon átívelő családjának tagjai. Ezt a fehérjecsaládot egy extracelluláris amino-terminális domén, hét membránon átívelő domén, amelyek három extracelluláris és három intracelluláris hurkot alkotnak, és egy citoplazmatikus farokdomén jellemzi. Az aminoterminális (első hely) és három ECL (kettes hely) együtt alkotják a rokon kemokinek kötőzsebét, amelyek úgy tűnik, hogy a receptorukhoz kapcsolódnak, és jeleket továbbítanak egy kéthelyes kötési folyamatban (Clark-Lewis et al. 1995). Az intracelluláris hurkok és a citoplazmatikus farok a heterotrimer G-fehérjékhez kötődnek, amelyek viszont effektor funkciókat közvetítenek.

A HIV-nek a kemokin receptorokon keresztül történő jelátviteli képességét nem sokkal azután dokumentálták, hogy koreceptorként azonosították őket. A korai tanulmányok azt tesztelték, hogy a HIV gátlásával a sejtekbe való bejutás során a koreceptoron keresztül jelet kell küldenieαi alegységek pertussis toxinon (PTX) keresztül (Cocchi et al. 1996), vagy olyan kemokin mutánsok létrehozásával, amelyek megszüntették az intracelluláris Ca 2+ mobilizálásának képességét, amely a jelátviteli útvonalak kulcsfontosságú második hírvivője (Alkhatib és mtsai. 1997 Farzan et al. 1997 Gosling). et al. 1997). Ezen beavatkozások egyike sem akadályozta meg a HIV-nek a sejtekbe jutását, ami arra a következtetésre vezetett, hogy a jelátvitel nélkülözhetetlen a vírusfertőzés és a célsejtek replikációja esetén. A következő évtizedben tanulmányok sokasága vizsgálta a coreceptor jelátvitel követelményét a HIV bejutása során, néha ellentmondásos eredményekkel (Wu és Yoder 2009). A sejtvonalakkal vagy aktivált primer sejtekkel végzett kísérletek gyakran azt jelzik, hogy a belépéshez nincs szükség jelátvitelre, míg a nyugvó elsődleges sejtekkel végzett kísérletek a jelátvitel szerepét jelzik. Mivel a limfoid szövetekben a T-sejtek többsége nyugalmi vagy nem osztódó állapotban van, különösen a HIV-fertőzés előtt, a jelátvitel szerepének vizsgálata ilyen körülmények között különösen fontos.

Számos közelmúltbeli tanulmány kimutatta, hogy a HIV a kemokin receptor jelátviteltől függ a célsejtek hatékony fertőzéséhez. Először Yoder és munkatársai (2008) megvizsgálták az X4 HIV azon képességét, hogy megfertőzze a nyugvó CD4+ T-sejteket, és megállapították, hogy a HIV által közvetített Gαi A belépéshez CXCR4-en keresztüli jelzés kellett. Ez az út egy celluláris aktin-depolimerizáló molekula, a cofilin aktiválását váltotta ki, megváltoztatva a kortikális aktin dinamikáját a sejtfelszín közelében, és megkönnyítve a vírus fúzióját. Ezenkívül a tanulmány a cofilin szerepét javasolta a vírus preintegrációs komplexének (PIC) a sejtmag felé történő mozgásában. A tanulmányban használt nyugalmi sejtmodelltől eltérően a legtöbb aktivált és ciklikus CD4 + T-sejt szétszedi a kortikális aktint kofilin szükségessége nélkül. Bár ez a vizsgálat a CXCR4 vírus bejutására korlátozódott, a cofilin aktiválása is szükséges lehet ahhoz, hogy a CCR5 vírusok bejussanak nyugvó, nem osztódó memóriasejtekbe, például a bél lamina propriájában jelen lévő CD4 + T-sejtek többségébe.

Harmon és munkatársai (2010) egy második kísérletsorozata kimutatta, hogy a HIV a G-n keresztül is jelez.αq alegység, ami foszfolipáz C és Rac aktivációt eredményez. A Rac és az Abl tirozin kináz ezután a Tiam-1 és IRSp53 adapterfehérjéken keresztül kapcsolódik a Wave2 komplexhez, elősegítve az Arp2/3-függő aktin nukleációt és polimerizációt. A Wave2 komplex aktiválásának blokkolása kis interferáló RNS-ekkel (siRNS-ekkel) vagy Abl-kináz inhibitorokkal megállította a HIV-bejutást a hemifúziós szakaszban. Ezek a kísérletek együttesen azt sugallják, hogy kritikus szerepük van a burok-koreceptor jelátvitel által kiváltott aktin átalakulásban a HIV bejutása során, különösen a nyugvó CD4 + T-sejtek esetében.

A CD4-en és a coreceptoron keresztül történő Env-közvetített jelátvitel szerepe a HIV-bejutási folyamatban továbbra is hiányos, de egyre valószínűbbnek tűnik, hogy a fiziológiailag releváns állapotok és sejttípusok mellett alapvető szerepe van a jelátvitelnek. E tanulmányok közös témája a jelátvitel szükségessége a citoszkeletális aktin átszervezésében, amely számos kulcsfontosságú vírusfolyamatban részt vehet, beleértve a szörfözést, a plazmamembrán közelében lévő agykérgi aktin gáton való átjutást és a sejtek mozgását. vírus PIC a sejtmagba.


EBOV bejegyzés

Az EBOV-envelope GP közvetlenül közvetíti a virion kötődését a gazdasejthez. Számos sejtes faktor, köztük a DC-SIGN/L-SIGN [68,69], az LSECtin [70,71], a hMGL [72], a β-integrinek [73] és a Tyro3 család receptorai [74] kimutatták. kötődési faktorként szerepet játszanak, azonban ezen fehérjék egyike sem szükséges és elegendő a vírus bejutásához. Ezért a jelentős erőfeszítések ellenére még nem sikerült azonosítani egy kritikus sejtfelszíni receptort, amely felelős az EBOV kötődéséért. Úgy tűnik, hogy az EBOV receptor által közvetített endocitotikus mechanizmuson keresztül jut be, de még mindig nem világos, hogy klatrin-, caveolae- vagy koleszterinfüggő folyamatokat alkalmaznak-e. A ZEBOV GP-vel pszeudotipizált retrovírus-részecskéket alkalmazó rekombináns rendszerek, valamint a klatrin- és caveolae-mediált endocitózis kémiai inhibitorait alkalmazó élővírus-vizsgálatok a caveolák és a klatrin használatára utalnak az EBOV-bejegyzésben [75,76]. Azonban a caveolákból hiányzó sejtek továbbra is fertőzhetők EBOV-val [77].


Humán papillomavírus vakcina

Donatella Panatto, . Roberto Gasparini, Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, 2015

3 Proteome

A HPV genomot egy gömb alakú, ikozaéderes kapszid veszi körül (T = 7 szimmetria), amely két szerkezeti fehérjéből, az L1-ből és az L2-ből áll.

A vírusgenom, ahogy az előző bekezdésben már említettük, nagyjából három részre osztható: az első rész a genom körülbelül kétharmadából áll, és a korai fehérjéket kódolja, a második rész pedig a HPV körülbelül egyharmadát. genom, a késői szerkezeti fehérjéket kódolja, míg a harmadik rész többnyire nem kódoló, a replikáció és a transzkripció szempontjából döntő fontosságú elemeket és motívumokat tartalmaz (Campo & Roden, 2010 Malik, Khan és Ahsan, 2014).

A HPV fehérjék elérhető struktúráit, fő funkcióit és ismert kölcsönható partnereit a 6., 7. és 8. táblázat tartalmazza.

6. táblázat. A Protein Data Bankban elhelyezett humán papillomavírus fehérjék elérhető struktúrái

HPV fehérjeHPV típusHasznált módszer a szerkezet meghatározásáraMolekuláris részletekFelbontásEKT struktúrák
L116röntgenA humán papillomavírus 16 L1 fehérjéből összeállított kis vírusszerű részecskék szerkezete3.50 1 DZL
16röntgenA 16-os típusú humán papillomavírus L1 fő kapszidfehérje pentamer szerkezete3.70 2R5H
18röntgenA 18-as típusú humán papillomavírus L1 fő kapszidfehérje pentamer szerkezete3.40 2R5I
35röntgenA 35-ös típusú humán papillomavírus L1 fő kapszidfehérje pentamer szerkezete3.30 2R5J
11röntgenA 11-es típusú humán papillomavírus L1 fő kapszidfehérje pentamer szerkezete3.20 2R5K
16ElektronmikroszkópiaA humán papillomavírus 16-os típusú kapszidjának elektronkriomikroszkópiája9.10 3J6R
16ElektronmikroszkópiaHumán papillomavírus 16 és H16.V5 Fab fragmentumainak elektronmikroszkópos vizsgálata13.60 3J7G
16röntgenA heparin oligoszacharidokhoz kötött HPV-16 L1 pentamer kristályszerkezete2.80 3OAE
18röntgenA humán papillomavírus 18 (HPV-18) kapszid L1 pentamereinek kristályszerkezete heparin oligoszacharidokhoz kötődik3.40 3OFL
L218röntgenA 18-as típusú humán papillomavírus E2 DNS-kötő doménje a DNS-célpontjához kötődik2.40 1JJ4
E118röntgenA 18-as típusú humán papillomavírus (HPV-18) replikációindító fehérje E1 DNS-kötő doménjének kristályszerkezete1.80 1R9W
18röntgenA papillomavírus helikáz röntgenszerkezete komplexben az E2 molekuláris párkeresőjével2.10 1 KED
E231röntgenA humán papillomavírus E2 DNS-kötő doménjének kristályszerkezete a 2.4 Å2.4 1A7G
18röntgenA HPV-18 E2 DNS-kötő domén kristályszerkezete2.20 1BY9
31NMRAz E2 DNS-kötő doménje a 31-es típusú humán papillomavírusból, NMR, minimális átlagos szerkezet 1DHM
16röntgenA 16-os típusú humán papillomavírus E2 fehérje teljes transzaktivációs doménjének kristályszerkezete1.90 1DTO
18röntgenA HPV-18 E2 DNS-kötő domén kristályszerkezete1.90 1F9F
18röntgenA 18-as típusú humán papillomavírus E2 DNS-kötő doménje a DNS-célpontjához kötődik2.40 1JJ4
11röntgenHPV-11 E2 TAD kristályszerkezet2.50 1R6K
11röntgenHPV-11 E2 TAD komplex kristályszerkezet2.40 1R6N
6 és 16röntgenEgy onkogén és egy nem onkogén humán papillomavírusból származó E2 fehérjék szerkezetének és DNS-kötő tulajdonságainak összehasonlítása1.90 1R8H
16NMRA HPV-16 E2 DNS-kötő domén oldatszerkezete, egy transzkripciós szabályozó dimer béta-hordó redővel 1R8P
18röntgenA papillomavírus helikáz röntgenszerkezete komplexben az E2 molekuláris párkeresőjével2.10 1 KED
E616NMRA HPV-16 E6 onkoprotein C-terminális cinkkötő doménjének oldatszerkezete 2FK4
18röntgenA HPV-18 E6 C-terminális peptidjéhez kötődő Sap97 PDZ3 röntgenkristályszerkezete2.80 2I0I
16NMRA HPV-16 E6 onkoprotein monomer N-terminális doménjének szerkezete 2LJX
16NMRA HPV-16 E6 N-terminális domén dimerjének Haddock modell szerkezete 2LJY
16NMRA HPV-16 E6 onkoprotein C-terminális doménjének szerkezete 2LJZ
51NMRA hDlg/SAP-97 318–406. és a HPV-51 onkoprotein E6 141–151. maradékaiból álló komplex oldatszerkezete 2M3M
18NMRA hDLG/SAP97 PDZ2 szerkezete a HPV-18 papillomavírus E6 peptiddel komplexben 2OQS
16röntgenA teljes hosszúságú humán papillomavírus onkoprotein E6 kristályszerkezete az ubiquitin ligáz E6AP LXXLL peptidjével komplexben 2,55 Å felbontással2.55 4GIZ
E716röntgenRB zseb E7 LXCXE motívumhoz kötve1.85 1GUX
1röntgenA HPV E7 CR3 domén kristályszerkezete1.60 2B9D
45NMRA HPV-45 E7 onkoprotein C-terminális doménjének (monomerének) oldatszerkezete 2EWL
45NMRA HPV-45 E7 onkoprotein C-terminális doménjének (dimerjének) NMR szerkezete 2F8B
röntgenp107 zsebdomén HPV E7 peptiddel komplexben2.24 4YOZ

Rövidítés: NMR, mágneses magrezonancia.

A PAVE-ból (http://pave.niaid.nih.gov/) adaptálva, a Protein DataBank-ból (http://www.rcsb.org/pdb) és a Biological Magnetic Resonance Data Bankból (http://www. bmrb.wisc.edu/ ).

7. táblázat. A humán papillomavírus fehérjék funkcionális jellemzői

HPV fehérjeFunkcionális szerepek
L1Fő kapszid fehérje
L2Kis mennyiségű kapszid fehérje
Víruskereskedelem
A vírus DNS tokozása
Virion kiadás
A Langherans sejtek érésének elnyomása
E1Vírusgenom replikációja
E2 (teljes hosszban)Víruseredet-felismerő komplexum (ORC)
Kölcsönhatás az E1-gyel és a DNS-replikációval
Homodimerizáció és DNS-kötés
Kölcsönhatás a kromatinnal Brd4-en és más komplexeken keresztül
A transzkripció szabályozása és modulálása
Genom szegregáció és plazmid/kromoszóma karbantartás az SMC5/6-on keresztül
Az RNS aktivitások és feldolgozás szabályozása
A sejtciklus szabályozása (G1 leállás) az E6 és E7 gátlásával, valamint a p53 és Rb útvonalak újraaktiválásával
Az apoptózis szabályozása kaszpáz 8-on keresztül
Aneuploidia kiváltása és néhány részleges transzformációs tulajdonság (TNF-α/STAT3/NF-κB útvonalon keresztül)
E2 (csonka forma)A transzkripció és a replikáció gátlása
E3Ismeretlen funkció
E4/E1ˆE4Vírusszerelés
Víruskibocsátás
Vírusreplikációs központok kialakítása
Kapszid fehérje expresszió
Produktív vírusfertőzések (az akut fázis markere)
A sejtciklus modulálása (G2 leállás)
Vírusgenom amplifikáció
Vírusátvitel
A citoszkeleton összeomlása
Az RNS metabolizmusának zavarása
A DNS-szintézis zavarása
Apoptózis kiváltása
E5Zavar a rés-csomópont tevékenységében
Zavar a vakuoláris-ATPáz funkcióval
Az endoszomális savasodás károsodása
Immunoescape (zavar a hisztokompatibilitási antigének expressziójában)
A sejtmembránok összetételének és biofizikai tulajdonságainak modulálása
Zavar az EGF/EGFR útvonalakkal
Neoplasztikus iniciáció
Apoptózis gátlása
Epithel-mesenchimális átmenet
E6Onkoprotein kölcsönhatás p53-mal
Fehérjelebontás E6AP-n vagy EDD1-en keresztül
Immunoescape (az adhéziós molekulák csökkentése)
Apoptózis
A sejtdifferenciálódás gátlása
Kromoszómális instabilitás
A sejt polaritásának elvesztése
Hiperplázia kiváltása
Epithel-mesenchimális átmenet
Invázió
E7Onkoprotein kölcsönhatás pRb fehérjével és zsebfehérjékkel (p107 és p130)
A fehérje lebontása
Kromoszómális és genomiális instabilitás az ATM, ATR és gamma-tubulin aktiválása révén, ami kromoszóma szegregációs hibákat és rendellenes DNS-szintézist eredményez
A DNS-javítás késése
Centromerek destabilizálása
Sejtciklus (G1/S fázis) és interferencia a celluláris ellenőrzőpontokkal
Rendellenes mitózis indukálása (például pszeudo-bipoláris, tripoláris és multipoláris mitózis)
Zavar a sejtanyagcserében és a mitokondriális légzésben
Vírusgenom replikáció és vírusgén transzkripció
Kromatin remodelling, epigenetikai átprogramozás és promoter metiláció
Sejthalál és apoptózis
Hiperplázia kiváltása
Citokin jelátvitel
Immunoescape (az adhéziós molekulák leszabályozása és a fő hisztokompatibilitási komplex I. osztályú útvonalának zavarása)
Epithel-mesenchimális átmenet
A méhnyakrák sejtek migrációja
Invázió
E8ˆE2CA korai génexpresszió visszaszorítása

8. táblázat. A humán papillomavírus fehérjék ismert kölcsönható partnerei

HPV fehérjeIsmert célfehérjék
E1 a E2
DNS-javító komponensek (ATM, Chk2, p53)
Konjugáló enzimek (CK2, UBE2I/Ubc9)
Kromatin-átalakítás (SMARCB1, Histone H1, Ini1/hSNF5)
DNS-replikációs komponensek (a DNS-polimeráz alfa-primáz komplex p70, p180 alegységei, RPA, Topo1, E1BP/TRIP13, deubiquitináló enzimkomplexek, például p80/UAF1, USP1, USP12, USP46)
Transzkripciós faktorok/koaktivátorok (TATA-kötő fehérjék (TBP))
Chaperones (Hsp40, Hsp70)
Sejtciklus (Cdk2, Cyclin A/E, ERK1, JNK2)
Immunszabályozás (IFIT1, interferonnal indukálható faktor vagy p56)
Az apoptózis szabályozása (kaszpáz 3, kaszpáz 7)
Exportins (Crm1)
E2 b E1
L1
Nukleáris mátrix komponensek (MATR3, HNRNPU, HNRNPA1 PTM CSNK2A1, CSNK2A2, CSNK2B SRPK1/2 PRMT5 PPP2CA/CB/R1A, BAZ1B, KPNA3)
DNS-replikációs/javító komponensek (TOP1/Topo1, TopBP1, ATM, Chk2, p53, p70, RFC2, RFC3, RFC4, RFC5, ATAD5, PARP, RPA1/RPA-70, WICH-BAZ1B, SMARCA5)
Transzkripciós faktorok/koaktivátorok (AMF1/GPS2, BNC2, YY1, TMF1, HoxC9, NR4A1, SP1, CEBPA, CEBPB, GTF2B, TRIM28, NAP1, TATA-kötő fehérjék (TBP) és TBP-hez kapcsolódó komplex faktorok, például TFIIB —TAF1/TFIID/p250, TAF6/TAFII70/80, TAF7/TAFII55)
RNS-feldolgozás Splicesome-faktorok (C1QBP, SNRNP70, SRSF1, SRSF4, SRSF5, CPSF4/CPSF30, TRA2B)
Kromoszóma szerkezeti fehérjék (SMC5/6)
Hiszton-acetilázok (pCAF/KAT2B, p300, CBP, TTRAP/TIP60-INO80, p400, TRRAP)
Hiszton-dezacetilázok (NCOR1, HDAC, SAP18)
Hiszton-demetilázok (KDM1B)
Hiszton-metiltranszferáz (SETDB1, WDR5, WHSC-WHSC1/WHSCL1, SALL4-PRMT5, EHMT1), kromatinkötés (BRD4, P-TEFb, Polycomb E2F6, PCGF6, RNF2)
Kromatin átalakítás (JARID1C/SMCX/KDM5C, NAP1L1/NAP1, SWI/SNF-SMARCA4-MI-2/NuRD-CHD4, SMARCA5, HDAC1, HDAC2, HDAC3, MTA1, MTA2-WICH-BAZ1B, SMARCA5P06TRRAPNO8P , p400, TRRAP)
sejtciklus szabályozás (SKP2, SAC, MCC – Cdc20, MAD2, BUBR1)
apotptis szabályozása (CASP8/FLICE és a Caspase 8 útvonal egyéb összetevői, mint például a CFLAR/cFLIP)
Konjugáló enzimek (CK2, UBC9/UBE2I)
Endoszomális/lizoszómális fehérjék (VPS39)
Endocitózissal kapcsolatos fehérjék (CLTA)
Anyagcsere (GRIP1)
Ismeretlen (CCHCR1)
E4/E1ˆE4/csonka E4SRPK1
Citokeratin mátrix komponensek
Sejtpolaritású fehérjék (Dlg1, PATJ és ZO-2)
E5E6
E7
EGF/EGR útvonalak (EGFR)
PDGF/PDGFR útvonalak (PDGFR)
A sejtciklus szabályozása (orsó-ellenőrzőpont fehérjék vagy SCP-k, Bub1, Mad2 és különböző MAP kinázok)
Endoszómális savasodás (vakuoláris H + -ATPáz 16 kDa alegysége)
Az immunválasz szabályozása (HLA-A)
Transzkripciós faktorok (TRIP-Br1)
Ismeretlen (YIPF4, Bap31)
E6 c E5
E7
p53 útvonal (p53, CBP/p300)
Immunválasz szabályozása (IRF3, Tyk2)
A citoszkeleton átalakítása (paxillin)
Nukleáris mátrix komponensek (SMAR1)
PDZ fehérjék (hDlg, hScrb, MUPP1, MAGI-1, MAGI-2, MAGI-3)
Az apoptózis szabályozása (Bak, PKN)
Degradációs komplexum (E6AP, E6TP1, hADA3)
Transzkripciós tényezők (c-fos, c-myc, IRF3, GPS2, NFX123)
A kaszpáz útvonal komponensei (kaszpáz 2, 3, 7, 8, 9, BCl2, IAP2, survivin, apoptózist indukáló faktorok (AIF))
DNS-javító komponensek (ATR, BARD1, BRCA1)
Sejtciklus (E6BP, MMP7, Tyk2, Ras, Raf, p16INK4a, hTERT)
Ismeretlen funkció (E6BP/Erc55)
E7E5
E6
RB1, RBL1 (p107), RBL2 (p130)
Sejtciklus szabályozása (p21/WAF1CIP1, p27/KIP1, CyclinA, CyclinE, Cdk2, hiszton H1 kináz, NuMA komplex)
DNS-javító komponensek (48. o.)
az anyagcsere zavarása (M2-PK, alfa-glükozidáz, IGFBP-3)
Transzkripciós aktivátorok (AP1, Forkhead MPP2, TATA-kötő fehérjék (TBP))
DNS-javító komponensek (ATM, BRCA1, BRCA2, FANCD2)
Kromatin átalakítás (HDAC1, HDAC2, Mi2)
S4 proteaszóma alegység
Az apoptózis szabályozása (kaszpáz 3, 7, 9 és más kaszpáz útvonal komponensek, Siva-1)
L1E2
L2
Heparán-szulfát, laminin-5, laminin-332
Ciklofilinek
Nukleáris szállítás (importin-/transzportin-szerű TNPO1, IPO5, KPNA2, KPNB1)
L2 d E2
L1
Belépés előtt (Furin, alfa-defenzin HD5, Cyclophilin B, Annexin A2)
Hólyagos forgalom és endoszóma menekülés (ciklofilin B, gamma-szekretáz, SNX17, SNX27, TSG101)
Nukleáris transzport (Syntaxin 18, Hsc70, Beta-Actin, Dynein motorfehérjék, például DYNLT1, DYNLT3 importinek/transzportinek, például TNPO1, IPO5, KPNA2, KPNB1)
Konjugáló enzimek (SUMO)
Virion szerelvény (ND10, TBX2, TBX3)
Ismeretlen (PATZ, TIP60, TIN-AG-RP, PLINP)

Normális esetben a vírusgenom episzómaként létezik, amely szinkronban replikálódik a gazdasejt DNS-ével. Azonban rosszindulatú daganatokban a vírus DNS beépül a gazda genomjába, aktiválva azokat a pályákat és kaszkádokat, amelyek a rák további előrehaladásához vezetnek. A vírus életciklusa a vírusgenom összecsomagolásával és a vírus felszabadulásával zárul, ami magában foglalja az L2 E2 által közvetített toborzását és az L2 aktív szerepét a replikációban, az L1 expressziójában és a kapszid összeállításában (Nguyen, Ramírez-Fort , és Rady, 2014).


Az alfavírusok sejtfelvételi mechanizmusai

Az alfavírusok elsősorban klatrin által közvetített endocitózissal internalizálódnak, és az endoszomális kompartmentbe kerülnek, ahol a membránfúzió megtörténik, ezt a folyamatot mások alaposan áttekintették [39,97–99]. Élő videós követési vizsgálatok kimutatták, hogy a legtöbb CHIKV-részecske a klatrinnal együtt lokalizálódik, mielőtt fúziót végezne [100]. A klatrin által közvetített endocitózis szelektív inhibitora, a Pitstop jelentősen csökkentette a CHIKV-vel fertőzött sejtek számát, ami erős függőséget jelez ettől a belépési útvonaltól. A CHIKV fúzió elsősorban a korai endoszómákban fordul elő, amint azt a vírusrészecskék és a Rab5 együttes lokalizációja jelzi, amely ennek a kompartmentnek a markere [100]. Ezekkel az adatokkal összhangban egy SINV-t használó genom-szerte kiterjedő RNS interferencia (RNSi) szűrés más, a klatrin által közvetített endocitózis szempontjából fontos gazdafehérjéket azonosított, beleértve a Fuzzy homológot (FUZ) és a tetraspanin membránfehérjét, a TSPAN9-et [101], amely kifejezetten fontos volt a sejtek számára. alacsony pH-val kiváltott membránfúzió a korai endoszómában [101].

Egyes tanulmányok szerint az alfavírusok más utakon keresztül internalizálódnak, beleértve a MAYV caveolae-függő bejutását a Vero sejtekbe [102], a SINV közvetlen eljuttatását a célsejtekbe a plazmamembránon lévő feltételezett pórusokon keresztül [103], és mikropinocitózis által közvetített. CHIKV felvétele az izomsejtekbe [104]. Figyelembe véve az alfavírusok új belépési receptorainak felfedezését [85, 87] és a még ismeretlen alternatív receptor(oka)t, fontos lesz meghatározni, hogy a felszínen lévő specifikus molekularészek kapcsolódása elősegíti-e a különböző alfavírusok eltérő bejutási útvonalait egyedi sejttípusokba. .

Az alfavírus sejtbejutását célzó terápiák

Jelenleg nincs az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) által jóváhagyott vakcina vagy vírusellenes gyógyszer a patogén alfavírusok ellen. Tekintettel arra, hogy a vírus behatolása az első lépés a produktív fertőzés elindításához, és nagyon specifikus kölcsönhatásokat igényelhet a receptorokkal, ez vonzó célpont az alfavírus-ellenes szerek kifejlesztéséhez.

A közelmúltban olyan terápiás jelölteket írtak le, amelyek az alfavírus kötődését és bejutását célozzák (4. ábra). Ide tartoznak a semlegesítő monoklonális antitestek, amelyek blokkolják a kötődést, az internalizációt és a pH-függő fúziót [105–107]. A monoklonális antitestek járványok idején gyorsan képződhetnek [107], gyorsan kialakul a védelem [107], és számos mechanizmuson keresztül megkönnyítik a vírus kiürülését, beleértve a vírus közvetlen semlegesítését [108] és a közvetett antitest-függő effektor funkciókat, beleértve a sejt által közvetített citotoxicitást is. 107, 109], komplementfüggő citotoxicitás és fagocitózis [107]. Fázis I/II klinikai vizsgálatot (NCT02230163) indítottak az anti-CHIKV hiperimmun szérumok biztonságosságának és hatékonyságának meghatározására a vertikális CHIKV átvitelből eredő újszülöttkori fertőzések kezelésében [110]. Egy másik I. fázisú vizsgálatot indítottak a neutralizáló anti-CHIKV monoklonális antitestet [111] (NCT03829384) kódoló lipidbe zárt mRNS biztonságosságának és tolerálhatóságának tesztelésére. A gyulladáscsökkentő gyógyszer, a CTLA4-Ig (más néven Abatacept) CHIKV elleni semlegesítő monoklonális antitesttel együtt történő beadása erős védelmet nyújtott a vírus patogenezisével szemben egerekben [112]. Az antivirális és gyulladáscsökkentő terápia kombinációja ígéretes stratégia lehet az artritogén alfavírus fertőzések és az azt követő immunpatológia kezelésében [113].

Inhibitorok, amelyek az alfavírus kötődését és receptorkötődését, az endoszómális savasodást, a membránfúziót és az E1/E2 stabilitást célozzák.

Más tanulmányok kis molekulájú alfavírus-inhibitorokat azonosítottak (2. táblázat) [114–116]. Ezek közé tartozik a suramin, egy ismert parazitaellenes gyógyszer [117]. Molekuláris dokkolási vizsgálatok azt jósolják, hogy a suramin interkalálódik az E1 DII és az E2 C domén között [114], ami potenciálisan megzavarhatja az E1/E2 heterotrimer stabilitását, és ezzel együtt a kapcsolódó belépési funkcióit. A suramin in vivo a CHIKV ellen is hatásos, és csökkenti a vírusterhelést és a lábduzzanatot egerekben [118]. Az alfavírus bejutását befolyásoló egyéb vegyületek közé tartozik a kurkumin [116], egy természetben előforduló fenol, amely csökkenti a fertőzőképességet és blokkolja a CHIKV és a Zika vírus (ZIKV) sejtkötődését, amely egy nem rokon flavivírus [116]. Ennek megfelelően a vírus RNS sejtekbe történő transzfekciója a gyógyszer jelenlétében megkerüli a vírusellenes aktivitást [116]. A flavonoid vegyület, a baicalin szintén befolyásolja a CHIKV belépési lépéseit [119], bár a pontos hatásmechanizmus nem ismert. A ko-protoporfirin IX és az Sn-protoporfirin IX, 2 olyan porfirin, amelyek befolyásolják a vírusburok integritását, rontják a CHIKV, MAYV, SFV és SINV sejtekhez való adszorpcióját [120]. Az Obatoclax, egy másik széles spektrumú antivirális szer a burokkal rendelkező vírusok ellen, gátolja a CHIKV és SFV fertőzést azáltal, hogy semlegesíti az endoszomális pH-t és gátolja a fúziót [121]. A klorokin, egy jól jellemzett maláriaellenes gyógyszer, hatásos a CHIKV ellen tenyésztett sejtekben az endoszomális pH semlegesítésével [122,123]. Bár hatásos tenyésztett sejtekben, a főemlősökön végzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a klorokinkezelés paradox módon magasabb virémiát és késleltetett vírus clearance-t eredményezett [124], amely hatás korrelált a megváltozott I-es típusú IFN-válaszokkal. A klorokinnal kezelt humán fertőzésekben a virémia és a tartós polyarthralgia nem javult [124]. Összességében ezek az eredmények a klorokin esetében rávilágítanak az óvatosság szükségességére, amikor a sejttenyészetről az in vivo rendszerekre extrapolálunk.

A közelmúltban olyan új, széles spektrumú vírusellenes szereket azonosítottak, amelyek több burokkal rendelkező vírus, köztük az alfavírus SFV fúzióját és internalizálását célozzák [125]. Míg ezek a vegyületek csökkentették a vírusterhelést sejttenyészetben és in vivo, nem javították a túlélést, legalábbis a ZIKV-fertőzés egérmodelljében. Ezen túlmenően, az endoszómális pH-t befolyásoló bejutást gátló szerek célon kívüli hatásokkal járhatnak, mivel ez egy kritikus út a sejtes homeosztázisban. A leghatékonyabb behatolásgátlóknak blokkolniuk kell a kapcsolódási lépést, mivel ehhez erősen vírusspecifikus kölcsönhatásra van szükség a receptor és a vírustapadó fehérjék között. Valójában a legtöbb klinikailag jóváhagyott behatolásgátló az életciklus ezen aspektusára összpontosít [126] olyan vírusok esetében, mint a humán immundeficiencia vírus (HIV), a légúti syncytia vírus, a varicella-zoster vírus, a herpes simplex vírus és a hepatitis C vírus. A vírus bejutását célzó egyéb széles spektrumú vírusellenes szerek közé tartozik az LJ1001 burok interkaláló szer, amely kihasználja a vírus és a gazdaszervezet membránjainak biofizikai tulajdonságainak különbségeit, hogy megakadályozza a vírus fúzióját, miközben a gazdaszervezet membránjait érintetlenül hagyja [127].


Különböző gazdák és vírusaik

Amint azt már megtanulta, a vírusok gyakran nagyon specifikusak a tekintetben, hogy mely gazdaszervezeteket és a gazdaszervezeten belüli mely sejteket fertőzik meg. A vírus ezen tulajdonsága a Földön egy vagy néhány életfajra jellemzővé teszi. Másrészt a Földön olyan sokféle vírus létezik, hogy szinte minden élő szervezetnek megvan a maga víruskészlete, amely megpróbálja megfertőzni sejtjeit. Még a legkisebb és legegyszerűbb sejteket, a prokarióta baktériumokat is megtámadhatják bizonyos típusú vírusok. A baktériumokat célzó vírusok ún bakteriofágok.

Amikor egy mérsékelt égövi bakteriofág megfertőz egy baktériumsejtet, az a lizogén ciklus (2. ábra), és a vírusgenom beépül a gazdasejt genomjába. Amikor a fág DNS beépül a gazdasejt genomjába, azt a prófág. A lizogén bakteriofágra példa a λ (lambda) vírus, amely megfertőzi a E. coli baktérium. A növényi vagy állati sejteket megfertőző vírusok akkor is áteshetnek fertőzéseken, ha hosszú ideig nem termelnek virionokat. Példa erre az állati herpeszvírusok, köztük a herpes simplex vírusok, amelyek a szájüregi és genitális herpesz okozói emberekben. Az ún késleltetésEzek a vírusok hosszú ideig létezhetnek az idegszövetben anélkül, hogy új virionokat termelnének, csak időnként elhagyják a látenciát, és elváltozásokat okoznak a bőrön, ahol a vírus replikálódik. Annak ellenére, hogy vannak hasonlóságok a lizogén és a látencia között, a lizogén ciklus kifejezést általában a bakteriofágok leírására tartják fenn. A késleltetést az alábbiakban részletesebben ismertetjük.

2. ábra. Kattintson a nagyobb képért. A mérsékelt égövi bakteriofágnak lítikus és lizogén ciklusa van. A lítikus ciklusban a fág replikálódik és lizálja a gazdasejtet. A lizogén ciklusban a fág DNS beépül a gazda genomjába, ahol továbbadják a következő generációknak. A környezeti stressztényezők, mint például az éhezés vagy a mérgező vegyszereknek való kitettség, a profág kivágását és a lítikus ciklusba való belépést okozhatják.

Gyakorló kérdés

Az alábbi állítások közül melyik hamis?

  1. A lítikus ciklusban új fágok keletkeznek, amelyek a környezetbe kerülnek.
  2. A lizogén ciklusban a fág DNS beépül a gazda genomjába.
  3. Egy környezeti stressz hatására a fág elindítja a lizogén ciklust.
  4. A sejtlízis csak a lítikus ciklusban megy végbe.

Állati vírusok

Az állati vírusoknak, ellentétben a növények és baktériumok vírusaival, nem kell áthatolniuk a sejtfalon, hogy hozzáférjenek a gazdasejthez. A burok nélküli vagy „csupasz” állati vírusok kétféle módon juthatnak be a sejtekbe. Mivel a víruskapszidban lévő fehérje a gazdasejtben lévő receptorához kötődik, a vírus egy vezikulán keresztül bejuthat a sejtbe a receptor által közvetített endocitózis normál sejtfolyamata során. A burokkal nem rendelkező vírusok által használt alternatív sejtbehatolási módszer az, hogy a kapszidfehérjék alakváltozáson mennek keresztül a receptorhoz való kötődés után, csatornákat hozva létre a gazdasejt membránjában. A vírusgenomot ezután ezeken a csatornákon keresztül „injektálják” a gazdasejtbe, sok bakteriofág által használthoz hasonlóan. A burkos vírusok kétféle módon is bejuthatnak a sejtekbe, miután receptoraikhoz kötődnek: receptor-mediált endocitózis, ill. fúzió. Sok burokkal rendelkező vírus receptor által közvetített endocitózissal jut be a sejtbe, néhány burkolatlan vírushoz hasonló módon. Másrészt a fúzió csak burkolt virionokkal történik. Ezek a vírusok, amelyek között szerepel többek között a HIV is, speciális fúziós fehérjéket használnak a burkukban, hogy a burok összeolvadjon a sejt plazmamembránjával, így a vírus genomja és kapszidja a sejt citoplazmájába kerüljön.

A fehérjék elkészítése és a genomjuk lemásolása után az állati vírusok befejezik az új virionok összeállítását és kilépnek a sejtből. Amint azt a HIV példáján már kifejtettük, a burokkal ellátott állati vírusok a sejtmembránból rügyezhetnek, miközben összeállnak, és eközben elvesznek egy darabot a sejt plazmamembránjából. Másrészt a burokkal nem rendelkező vírusutódok, például a rhinovírusok, addig halmozódnak fel a fertőzött sejtekben, amíg nincs jel a lízisre vagy apoptózisra, és az összes virion együtt szabadul fel.

Az állati vírusok számos emberi betegséggel járnak együtt. Néhányuk a klasszikus mintát követi akut betegség, ahol a tünetek rövid ideig egyre súlyosbodnak, majd az immunrendszer eltávolítja a vírust a szervezetből, és végül felépül a fertőzésből. Az akut vírusos betegségek példái a megfázás és az influenza. Más vírusok hosszú távú krónikus fertőzések, mint például a hepatitis C-t okozó vírus, míg mások, mint például a herpes simplex vírus, csak időszakos tünetek. Más vírusok, mint például a 6-os és 7-es humán herpeszvírusok, amelyek bizonyos esetekben a roseola kisebb gyermekkori betegséget okozhatják, gyakran sikeresen okoznak produktív fertőzéseket anélkül, hogy tüneteket okoznának a gazdaszervezetben, ezért azt mondjuk, hogy ezek a betegek tünetmentes fertőzés.

A hepatitis C fertőzésekben a vírus a májsejtekben növekszik és szaporodik, ami alacsony szintű májkárosodást okoz. A károsodás olyan alacsony, hogy a fertőzött egyének gyakran nincsenek tudatában annak, hogy fertőzöttek, és sok fertőzést csak rutin vérvizsgálattal mutatnak ki olyan betegeknél, akiknél olyan kockázati tényezők vannak, mint például az intravénás kábítószer-használat. Másrészt, mivel a vírusos betegségek sok tünetét immunválaszok okozzák, a tünetek hiánya a vírussal szembeni gyenge immunválaszra utal. Ez lehetővé teszi, hogy a vírus elkerülje az immunrendszer általi eliminációt, és évekig fennmaradjon az egyénekben, miközben alacsony szintű utódvirionokat termel az úgynevezett krónikus vírusos betegségben. A máj e vírus által okozott krónikus fertőzése sokkal nagyobb esélyt jelent a májrák kialakulására, néha akár 30 évvel a kezdeti fertőzés után.

Mint már említettük, a herpes simplex vírus az idegszövetekben hónapokig, sőt évekig is lappangó állapotban maradhat. Mivel a vírus „elrejtőzik” a szövetben, és kevés vírusfehérjét termel, az immunválasznak nincs mi ellen fellépnie, és a vírussal szembeni immunitás lassan csökken. Bizonyos körülmények között, beleértve a különféle fizikai és pszichológiai stresszt, a látens herpes simplex vírus újra aktiválódhat, és litikus replikációs cikluson megy keresztül a bőrben, ami a betegséggel kapcsolatos elváltozásokat okozza. Amint virionok termelődnek a bőrben, és a vírusfehérjék szintetizálódnak, az immunválasz ismét serkentésre kerül, és néhány napon belül megoldja a bőrelváltozásokat a bőrben lévő vírusok elpusztításával. Az ilyen típusú replikációs ciklus eredményeként az ajakherpesz és a genitális herpesz kitörése csak időszakosan jelentkezik, még akkor is, ha a vírusok egy életen át az idegszövetben maradnak. A látens fertőzések más herpeszvírusok esetében is gyakoriak, beleértve a bárányhimlőt okozó varicella-zoster vírust is. Gyermekkori bárányhimlőfertőzés után a varicella zoster vírus sok éven át látens állapotban maradhat, és felnőtteknél újra aktiválódik, és a „zsindelynek” nevezett fájdalmas állapotot okozza (3. ábra).

3. ábra. (a) A bárányhimlőt okozó vírus, a Varicella-zoster egy burkos ikozaéderes kapszidot tartalmaz ezen a transzmissziós elektronmikroszkópos felvételen. Kétszálú DNS-genomja beépül a gazda-DNS-be, és a látencia után újra aktiválódhat (b) övsömör formájában, amely gyakran kiütéseket mutat. (a kredit: Dr. Erskine Palmer, B. G. Martin munkájának módosítása, CDC kredit b: a munka módosítása „rosmary”/Flickr skálasáv adataival Matt Russelltől)

4. ábra: HPV vagy humán papillomavírus (hitel: az NCI által végzett munka módosítása, Matt Russell NIH skálaadatai)

Néhány állatfertőző vírus, köztük a fentebb tárgyalt hepatitis C vírus, ún onkogén vírusok: Képesek rákot okozni. Ezek a vírusok megzavarják a gazdasejtciklus normál szabályozását vagy olyan gének bejuttatásával, amelyek stimulálják a szabályozatlan sejtnövekedést (onkogéneket), vagy azzal, hogy megzavarják a sejtnövekedést gátló gének expresszióját. Az onkogén vírusok lehetnek DNS- vagy RNS-vírusok.

A vírusfertőzésekkel összefüggésbe hozható daganatok közé tartozik a humán papillomavírus (HPV) által okozott méhnyakrák, a hepatitis B vírus által okozott májrák, a T-sejtes leukémia és a limfóma számos típusa.

A HPV vagy a humán papillomavírus (a 4. ábrán látható módon) ezen a transzmissziós elektronmikroszkópos felvételen látható csupasz ikozaéder kapsziddal és a gazda DNS-ébe beépülő kettős szálú DNS genommal rendelkezik. A szexuális úton terjedő vírus onkogén, és méhnyakrákhoz vezethet.

Növényi vírusok

A növényi vírusok más vírusokhoz hasonlóan DNS- vagy RNS-magot tartalmaznak. Ezek közül az egyikről, a dohánymozaikvírusról már tanult. Mivel a növényeknek sejtfaluk van a sejtjeik védelmére, ezek a vírusok nem használnak receptor által közvetített endocitózist a gazdasejtekbe való bejutáshoz, ahogy az állati vírusoknál látható. Ahhoz, hogy sok növényi vírus növényről növényre kerüljön át, a növény egyes sejtjeit károsítani kell ahhoz, hogy a vírus új gazdaszervezetbe kerülhessen. Ezt a kárt gyakran időjárás, rovarok, állatok, tűz vagy olyan emberi tevékenységek okozzák, mint a mezőgazdaság vagy a tereprendezés. Ezenkívül a növényi utódok vírusos betegségeket örökölhetnek a szülőnövényektől. A növényi vírusokat különféle vektorok, a fertőzött növény nedvével való érintkezés, élő szervezetek, például rovarok és fonálférgek, valamint pollen közvetíthetik. Amikor a növények vírusait különböző növények között továbbítják, ez az úgynevezett vízszintes sebességváltó, és ha szülőtől öröklődnek, ezt hívják függőleges átvitel.

A vírusos betegségek tünetei a vírustól és gazdájától függően változnak (lásd az alábbi táblázatot). Az egyik gyakori tünet az hiperplázia, a sejtek kóros szaporodása, amely a növényi daganatok megjelenését okozza, az úgynevezett epe. Más vírusok indukálják hypoplasia, vagy csökkent sejtnövekedés, a növények leveleiben, ami vékony, sárga területek megjelenését okozza. Megint más vírusok úgy hatnak a növényre, hogy közvetlenül elpusztítják a növényi sejteket, ezt a folyamatot ún sejtnekrózis. A növényi vírusok egyéb tünetei közé tartoznak a hibás levelek, fekete csíkok a növények szárán, a szárak, levelek vagy termések megváltozott növekedése, valamint a gyűrűs foltok, amelyek körkörös vagy lineáris elszíneződések a levélben.

1. táblázat: A növényi vírusos betegségek néhány gyakori tünete
Tünet Úgy jelenik meg, mint
Hiperplázia Epe (daganatok)
Hipoplázia Vékonyodott, sárga foltok a leveleken
Sejtnekrózis Elhalt, megfeketedett szárak, levelek vagy gyümölcsök
Rendellenes növekedési minták Rosszul formált szár, levelek vagy gyümölcs
Elszíneződés Sárga, piros vagy fekete vonalak vagy gyűrűk a száron, leveleken vagy gyümölcsökön

A növényi vírusok súlyosan megzavarhatják a termés növekedését és fejlődését, jelentősen befolyásolva élelmiszerellátásunkat. Globálisan felelősek a rossz termésminőségért és -mennyiségért, és évente óriási gazdasági veszteségeket okozhatnak. Más vírusok károsíthatják a tereprendezésben használt növényeket. Egyes vírusok, amelyek megfertőzik a mezőgazdasági élelmiszernövényeket, magukban foglalják az általuk megfertőzött növény nevét, például a paradicsomfoltos hervadás vírusát, a babközönséges mozaikvírust és az uborka mozaikvírusát. A tereprendezésre használt növényekben a két leggyakoribb vírus a bazsarózsa gyűrűfoltossága és a rózsa mozaikvírus. Túl sok növényi vírus létezik ahhoz, hogy mindegyiket részletesen megvitassuk, de a babközönséges mozaikvírus tünetei csökkenti a babtermést, és csökevényes, terméketlen növényeket eredményeznek. A díszrózsában a rózsa mozaikbetegsége hullámos sárga vonalakat és színes foltokat okoz a növény levelein.


Nézd meg a videót: Vírus és baktérium: Mi a különbség, és kit érdekel egyáltalán? - csak egyszerűen (Augusztus 2022).