Language
Country/Area
No result found
Структурная загадка ВИЧ: как был создан этот 100-нанометровый вирус?
С момента открытия ВИЧ (вируса иммунодефицита человека) в 1983 году геном и структура белка этого вируса были в центре внимания научных исследований. Первоначально считалось, что он связан с вирусом Т-клеточного лейкоза человека (HTLV), но во время исследований в Институте Пастера во Франции ученые выделили этот новый генетически отличающийся ретровирус от больных СПИДом и позже идентифицировали его как ВИЧ.
Каждый вирион ВИЧ состоит из вирусной оболочки и связанных с ней матричных структур, окруженных оболочкой, содержащей два генома одноцепочечной РНК и несколько ферментов.
ВИЧ структурно отличается от других ретровирусов. Частица вируса ВИЧ имеет диаметр около 100 нанометров, а ее внутренняя область включает вогнутое ядро, которое содержит не только две копии (+-цепь) генома одноцепочечной РНК, но и важные ферменты, такие как обратная транскриптаза, интеграза и протеаза. . Геном РНК ВИЧ кодируется восемью вирусными белками, которые имеют решающее значение для жизненного цикла ВИЧ.
Вирусная структура и организация генома ВИЧ
Геном ВИЧ содержит 9 генов, которые кодируют 15 вирусных белков и синтезируются в виде полипептидов. Эти полипептиды могут продуцировать структурные белки внутри вируса, вирусные ферменты или гликопротеины вирусной оболочки.
ВИЧ использует сложную дифференциальную систему сплайсинга РНК для получения девяти различных генных продуктов из генома размером менее 10 т.п.н.
Функции этих генов включают производство структурных белков, а также регулирование и содействие синтезу белка. В частности, ген gag обеспечивает базовую физическую структуру вируса, а ген pol лежит в основе механизма регенерации ретровируса.
Структура и функция белка ВИЧ
Некоторые ключевые белки ВИЧ включают: <ул> Ген
gag: кодирует полипептид-предшественник gag, который преобразуется в структурные белки с помощью вирусной протеазы во время созревания вируса. pol: отвечает за кодирование обратной транскриптазы и интегразы. Эти ферменты играют ключевую роль в жизненном цикле вируса. env: кодирует гликопротеин оболочки, который в основном отвечает за связывание с рецептором CD4 клетки-хозяина и содействие проникновению вируса в клетку. Среди них gp120 и gp41, кодируемые env, являются наиболее важными гликопротеинами в процессе заражения ВИЧ и являются основными мишенями для разработки вакцин.
Структура белка Env очень особенная, с высокой концентрацией гликозилирования N-цепи, которая может эффективно блокировать нейтрализацию ВИЧ антителами.
Эта высокогликозилированная структура делает ВИЧ чрезвычайно сложным патогеном, и ученые усердно работают над поиском вакцины, способной преодолеть эту защиту.
Регуляторные элементы и вспомогательные белки
ВИЧ также имеет множество регуляторных белков, таких как tat, rev и т. д. Эти белки играют важную роль в экспрессии гена ВИЧ и репликации вируса. Присутствие этих белков может регулировать жизненный цикл ВИЧ в клетках-хозяевах. Вспомогательные белки, такие как Vpr, Vif и Nef, влияют на инфекционность вируса и реакцию клетки-хозяина.
Структура РНК и характеристики вируса
Структура РНК ВИЧ не только включает терминальную 5'-нетранслируемую область (UTR), но также содержит некоторые консервативные вторичные структуры, которые могут регулировать процесс обратной транскрипции вируса. Считается, что эти вторичные структуры, включая область активации транскрипции (TAR), структуру вирусной упаковки и т. д., оказывают важное влияние на жизненный цикл ВИЧ.
Функция кольца V3
Петля V3 является частью гликопротеина gp120 оболочки вируса ВИЧ, который позволяет вирусу успешно инфицировать иммунные клетки человека. Эта структура не только обеспечивает вирусу возможность проникать в клетки-хозяева, но также становится ключевой мишенью для лечения и разработки вакцин.
По мере углубления исследований ученые постепенно разгадали тайну структуры и функции ВИЧ. Хотя был достигнут значительный прогресс, остается еще много проблем, которые предстоит решить. Например, какие прорывы может совершить такой хитроумно созданный вирус в будущей разработке вакцины?
