Гликопротеины это вирус или

Гликопротеины – сложные белки, содержащие, помимо простого белка или пептида, группу гетероолигосахаридов. В настоящее время их принято называть гликоконъюгатами. В состав гликоконъюгата входит углеводный компонент (гликановая фракция), ковалентно связанный с неуглеводной частью (агликановая фракция), представленной белком, пептидом, аминокислотой или липидом.

Помимо гликопротеинов, различают также протеогликаны, состоящие из белка и гликозаминогликанов (прежнее название мукополиса-хариды); последние состоят из цепей сложных углеводов: аминосахаров, уроновых кислот, серной кислоты и отдельных моносахаридов. Типичными гликозаминогликанами являются гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота и гепарин, химический состав, структура и функция которых подробно рассматриваются в главе 21.

К типичным гликопротеинам относят большинство белковых гормонов, секретируемые в жидкие среды организма вещества, мембранные сложные белки, все антитела (иммуноглобулины), белки плазмы крови, молока, овальбумин, интерфероны, факторы комплемента, группы крови, рецеп-торные белки и др. Из этого далеко не полного перечня гликопротеинов видно, что все они выполняют специфические функции: обеспечивают клеточную адгезию, молекулярное и клеточное узнавание, антигенную активность опухолевых клеток, оказывают защитное и гормональное, а также антивирусное действие.

Химический состав гликопротеинов более или менее установлен, структура определена только у ряда из них. К полипептиду присоединяются гетероолигосахаридные цепи, содержащие от 2 до 10, реже 15 мономерных остатков гексоз (галактоза и манноза, реже глюкоза), пентоз (ксилоза, арабиноза) и конечный углевод, чаще всего представленный N-ацетилга-лактозамином, L-фукозой или сиаловой кислотой; в отличие от про-теогликанов гликопротеины не содержат уроновых кислот и серной кислоты.


Типы связей между углеводными компонентами и белками определены только у ряда гликопротеинов, аминокислотный состав и структура которых известны (иммуноглобулины, гормоны); они включают О-гликозидные связи (с ОН-группами серина, треонина и оксилизина), N-гликозидные связи (с амидными группами аспарагина, реже глутамина или ω-NH2-группами лизина и аргинина) и эфирные гликозидные связи со свободными СООН-группами глутаминовой и аспарагиновой кислот.

Синтез гликопротеинов осуществляется в рибосомах эндоплазматиче-ского ретикулума (в цистронах), затем присоединяются сахарные цепи (постсинтетическое гликозилирование), и далее белок транспортируется до биомембран клетки и включается в состав мембранных белков или секре-тируется.

Углеводные компоненты соединены ковалентно с азотом аспарагина молекулы белка. Однако предварительно олигосахаридная часть соединяется с липидным переносчиком – долихолфосфатом (липид, содержащий от 15 до 20 изопреновых остатков) и переносится на полипептидную цепь в эндоплазматическом ретикулуме, при этом транспортер освобождается:


Долихолфосфат (n = 15-30)

Синтезированные гликопротеины далее переносятся в аппарат Гольджи, где осуществляются окончательное гликозилирование и сортировка по назначению.

Структура одного из нескольких гетероолигосахаридных остатков в молекуле гликопротеинов, в частности иммуноглобулинов, может быть представлена в виде следующей схемы (использованы сокращения: Глю – глюкоза, NАцГлюА – N-ацетилглюкозамин; Гал – галактоза; Ман – манно-за; NАцНейр – N-ацетилнейраминовая кислота):


Рассмотрим известные к настоящему времени данные о синтезе, строении (структуре) и свойствах ряда гликопротеинов.

Следует отметить, однако, что до сих пор не раскрыты молекулярные механизмы, при помощи которых интерфероны тормозят размножение вирусов. Известно только, что интерфероны ингибируют биосинтез всех белков (и хозяйских, и вирусных), вероятнее всего, на уровне процесса трансляции. Возможно, что интерферон индуцирует синтез особого белка-ингибитора, который затем связывается с рибосомами и блокирует трансляцию, или интерферон переводит один из активных эукариотических белковых факторов инициации в неактивный фактор путем фосфорилиро-вания.

Иммуноглобулины. Иммуноглобулины, или антитела, также относятся к классу гликопротеинов, выполняют защитную функцию, обезвреживая поступающие в организм чужеродные вещества – антигены любой химической природы. Синтезируются иммуноглобулины плазматическими клетками, образовавшимися из лимфоцитов. Учение об иммунитете оформилось в самостоятельную науку – иммунологию , изучающую структуру и функции антител вообще и иммуноглобулинов в частности. Мы представим современные сведения о некоторых физико-химических свойствах и структуре иммуноглобулинов человека (табл. 2.4). Различают 5 классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgD и IgE. Детально изучены структура и функция IgG.


Разные классы иммуноглобулинов сильно различаются не только по молекулярной массе, но и по концентрации в крови; имеются данные, что различаются они и по биологическим свойствам.

Подробно изучена структура IgG. Он имеет Y-образную форму и тет-рамерное строение; состоит из двух идентичных легких L-цепей (от англ. light) и двух идентичных тяжелых Н-цепей (от англ. heavy) с мол. массой 23000–24000 и 50000–70000 соответственно. Известно также, что каждая из этих цепей имеет 2 типа доменов – вариабельные (V) участки, состоящие из 108 аминокислотных остатков, и константные (С) участки, состоящие из 110 и 350 аминокислотных остатков соответственно в L- и Н-цепях (рис. 2.5).

Из других гликопротеинов, выполняющих ряд важнейших биологических функций, следует отметить все белки плазмы крови (за исключением альбуминов), трансферрин, церулоплазмин, гонадотропный и фолликуло-стимулирующие гормоны, некоторые ферменты, а также гликопротеины в составе слюны (муцин), хрящевой и костной тканей и яичного белка (овомукоид). Углеводные компоненты, помимо информативной функции, значительно повышают стабильность молекул, в состав которых они входят, к различного рода химическим, физическим воздействиям и предохраняют их от действия протеиназ, определяя тем самым биологическую роль гликопротеинов. Являясь составной частью клеточной мембраны, гликопротеины участвуют, кроме того, в иммунологических реакциях, ионном обмене, процессах межклеточной адгезии и т.д.


Рис. 2.5. Структура IgG человека. Показаны легкие (L) и тяжелые (Н) цепи, дисульфидные связи и вариабельные V (красные) и константные С (светлые) участки.

содержание

Вступление

Вирус Batai (BATV) представляет собой покрытый оболочкой, одноцепочечной, отрицательный смысл РНК - геном. Он является членом рода Orthobunyavirus и принадлежит порядка Bunyavirales ; он впервые был выделен из Culex комаров в Малайзии в 1955 году Evidence от серологического наблюдения и выделение вируса показывает , что этот вирус широко распространен по всему миру. Подобно другим orthobunyaviruses способствует как человека , так и животных заболеваний. У людей было отмечено , в результате чего серьезную лихорадку, и крупного рогатого скота было связано с преждевременными родами, врожденных дефектов и увеличение количества абортов. Он передается через укусы комаров, клещей и мокрецов, и происходит от холода в тропических районах Африки, Азии и Европы.

Состав

Структура вируса Батаев (BATV) состоит из оболочечной нуклеокапсиды, который состоит из трех сегментов РНКА: малая (S), средние (М) и большие (L). Сегмент S кодирует нуклеокапсиду (N) и белка неструктурного (NSS). М сегмент кодирует вирион поверхностных гликопротеинов (Gn, Сс) и неструктурные протеины (NSM). Сегмент L кодирует для L белка репликазов / транскриптазы. Неструктурных белков Нм участвуют в сборки вируса и АПЛ играет ключевую роль в противодействии иммунный ответ хозяина, блокируя альфа / бета индукции интерферона полной длины генома NM / 12 состоит из сегмента S пар нуклеотидов в 947 базовой, 4405 пар оснований нуклеотид М сегмент и 6870 пар оснований nucelotide л отрезок а. Он также содержит одну открытую рамку считывания, которая кодирует три белка из 151, 943 или 1395 аминокислот.

Вирусный окутан нуклеокапсиды используют мембранные гликопротеины на их поверхности опосредуют вход в клетки - хозяева. Усреднение гликопротеинов шипов мембранных вирусов, таких как ВИЧ-1, был особенно успешным подходом для изучения их структуры. Понимание структуры является неотъемлемой частью для выявления как молекулярной основы вирус-хозяин взаимодействий и направления развития противовирусной вакцины и дизайна. Программное обеспечение с именем Jsubtomo позволяет визуализировать структуры вирусных гликопротеинов шипов с разрешением в диапазоне 20-40 Å и позволяет для изучения изучения высших спайков-к-шипа взаимодействия порядка на вирион мембране.

Обширные исследования еще должны быть выполнены на детальной кристаллической структуру вируса Батаев, но исследования тесно связанный с вирусом Bunyamwera показали отличную функциональность каждый из двух нуклеокапсидных боковых цепей. Были найдено N-концевое плечо и С-концевой хвост , чтобы взаимодействовать с соседней NP протомерами с образованием тетрамерной кольцеобразной организации. Каждый протомер связана молекула РНКА - 10-нуклеотидной, который был приобретен у хозяина экспрессии, в положительно заряженной щели между лопастями N и С. Крио-электронной микроскопии также установлено , что в то время как Bunyamwera Вирионы плеоморфная в форме, они отображают локально упорядоченную решетку гликопротеинов шипов. Каждый шип выступает 18 нанометров от вирусной мембраны и становится неупорядоченным при введении в кислую среду.

Хотя точная икосаэдрическая симметрия вируса Viron Батаев еще предстоит определить, исследование с использованием крио-электронной томографии по связанным с вирусами буньявирусы семьи показало , что существует икосаэдрическую решетка с четким Т = 12 квазисимметричности. Следовательно, эта триангуляция число будет коррелировать с вирусным ядерным капсидом , проявляющим 720 лица. Это исследование было проведено на Лихорадка Рифт - Валли Вирус (RVFV), который является членистоногих несет болезнь , которая является эндемичным для регионов Африки и Азии, а именно в долине Рифт в Кении , из которых получают свое название.

Вирусная Классификация и Геном

Вирус Batai является членом рода Orthobunyavirus и член семьи буньявирусов . Вирус Batai является частью различных групп членистоногих происхождения вирусов. Classified по схеме Балтимор , вирус Batai является отрицательным чувством, одноцепочечной РНК вируса. Orthobunyavirus геном имеет характерный сегментированный геном, с малыми, средним и большим (S, M, L и) сегментами , которые обычно кодируют нуклеокапсиду, белок оболочки и белка - полимеразы соответственно. Размер сегмента S составляет 943 нуклеотидов, размер сегмента M является 4440 нуклеотидов, а размер сегмента L является 6870 нуклеотидов. В сегменте S есть две открытые рамки считывания (ORFs), нуклеокапсида и не- элементы конструкции , которые были перекрыванием. М сегмент имеет предшественник полипротеина в открытой рамке считывания. Сегмент L кодирует РНК-зависимой РНК - полимеразы.

Вирус Batai географически распространился по всей Азии и Европе. Было показано , что BATAI вирусы из Японии, Малайзии и Индии доля гомологов в геномной последовательности больше, чем когда штаммы вируса из Европы и Азии по сравнению друг с другом. Рекомбинация генома может иметь серьезные последствия. Было замечено , что рекомбинация между сегментом М и S и L сегментами с другим штаммом вирус Батаев ( BUNV ) может привести к увеличению вирулентности вируса Батаев. Рекомбинация генома в пределах рода Orthobunyavirus не является редкостью , и может привести к увеличению вирулентности.

Репликация вируса Батаев

Хорошо известно , что географическое распределение вируса Батаи (BATV) включает в себя регионы Европы, Азии и Африки. Наиболее распространенным позвоночным пострадавших от BATV являются домашние свиньи, лошади, рогатый скот и диких птиц, которые, как известно, являются главными хозяевами млекопитающих. Цикл передачи BATV происходит в сельскохозяйственных экосистемах через Anopheles , Culex и Ochlerotatus видов комар в типичном позвоночной-москитном цикле.

В то время как ограниченное исследование было проведено на вирусного цикла вируса Батаи, сравнимые исследования с близким родственником вируса Bunyamwera показал , что вирусная инфекция начинается в слюнных железах комара. В начале репликации вирусные частицы сливаются в вакуоли мембран , выстилающих цитоплазме инфицированных клеток. Вступление в клетку способствует вирусной оболочечных нуклеокапсиде, который содержит гликопротеины G1 и G2. Закодированный сегмент РНКА М они участвуют в прикреплении к клетке - хозяину через неопознанные рецепторы на поверхность и вызывать нейтрализующие антитела. Транскрипция BATV называется аналогично гриппа в этом синтезе мРНК заливают колпачком , содержащие олигонуклеотиды , которые генерируются в определенной viral- эндонуклеазы , функционирующих расщеплять мРНК клетки - хозяина. Эти полученные праймеры затем включены в вирусной мРНК. BATV будет также кодировать в течение двух неструктурных белков, NSM на отрезке М и НЗ на сегменте S. Во время процесса полагают , что активно участвует Нм в сборке вируса. Эти вновь собранные вирусные частицы будут созревать в течение определенного периода времени внутри клетки хозяев в мембранах Гольджи перед выпуском.

Тем не менее, в то время как в состоянии воспроизвести в обоих позвоночных и беспозвоночных животных, в клетках москитов не гибель клеток не наблюдается и устанавливается хроническая инфекция. В то время как в клетках млекопитающих инфекции , как правило , классифицируются как литические и в конечном итоге приводит к гибели клеток. Это проистекает из способности вирусов , чтобы сформировать четкие литические бляшки в клетках позвоночных животных , но не в тех , которые получены от насекомых. Это было продемонстрировано в предыдущих исследованиях, в клетках млекопитающих, белок НЗ индуцирует отсечку синтеза белка хозяина , который приведет к гибели клетки - хозяина. Кроме того , было показано , что противодействовать реакции клеточного противовирусного хозяина. Это позволит установить его в качестве основного фактора вирулентности , как он действует в течение транскрипционной фазе путем ингибирования РНК - полимеразы II опосредованной транскрипции. Между тем, москитные клетки ни транскрипция клетки - хозяин , ни перевод ингибируется этим фактом. Казалось бы , разница в поведении белка АПЛ может быть одним из факторов , ответственных за различные исходы инфекции , приписанных к вирусу Батаев в млекопитающих и клетках москитов. Некоторые предположили , что способ высвобождения , который не разрывают клеточную мембрану может объяснить , почему вирусная репликация не убивает комаров клетки и сохранение сохраняется. Подобные НЗ белки лихорадки флебовирусов Рифт - Валли имеют довольно четкую последовательность размеров и аминокислот, но они играют аналогичную роль в клетках млекопитающих , в преодолении врожденных иммунных реакций , которые являются следствием глобального останове механизмов клетки транскрипции. Подобные НЗ белки лихорадки флебовирусов Рифт - Валли имеют довольно четкую последовательность размеров и аминокислот, но они играют аналогичную роль в клетках млекопитающих , в преодолении врожденных иммунных реакций , которые являются следствием глобального останове механизмов клетки транскрипции.

Сопутствующие заболевания

Вирус Batai (BATV) является членом семьи буньявирусов. Ассоциированные вирусы включают конго-крымской геморрагической лихорадки , Bunyamwera orthobunyavirus и тяжелая лихорадка с синдромом тромбоцитопении.

Конго-крымская геморрагическая лихорадка является одним из вирусов, который связан с вирусом Батаи, так как он находится в той же семье буньявирусов. Это происходит в тех же местах по всему миру, включая Африку, Азию, Европу. Он главным образом заражает сельскохозяйственных рабочих в этих регионах мира, и является клещевой болезнь. Инфекция приводит к высокой лихорадкой, ознобом, сильной головной боли, головокружение, спине, и боли в животе. Другие симптомы, которые были отмечены: тошнота, рвота, понос и сердечно-сосудистой системы и психоневрологические изменения. Если серьезные симптомы могут включать в себя кровоизлияние в коже, вызывая повреждения или кровоподтеки. Он имеет летальность 30%.

Тесно связано заболевание является вирусом Bunyamwera , который является той же самой семьи и рода в качестве вируса Батаи (BATV); как известно, вызывает Bunyamwera лихорадку. Данный вирус распространяются комары кусают зараженный мышей , а затем кусает человек.

Batai вирус (BATV) также связан с тяжелой лихорадкой с тромбоцитопенией синдромом (SFTS). Это был недавно обнаружен в Китае в 2011 году и передается либо непосредственно к человеку через клещей или домашних животных в качестве промежуточного хозяина , а затем на людей. Симптомы характерны лихорадка, рвота, диарея, тромбоцитопения и лейкопения . Вирус SFTS имеет летальность 6-30%.

ВЛИЯНИЕ ГЛИКОПРОТЕИНОВ АНТИГЕНА ВИЧ И ОПИАТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ТИОЛЗАВИСИМОГО МЕХАНИЗМА БИОХИМИЧЕСКОЙ ФАЗЫ РЕАКЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БЕЛКОВ СЫВОРОТОК КРОВИ ДОНОРОВ С МОЧЕВИНОЙ

Автором, на основе эксперементальных исследований, было сделано предположение, что эффект гликопротеинов антигена ВИЧ и опиатов может быть обусловлен их прямым или опосредованным влиянием на структурно-конформационное состояние иммуноглобулинов, белков системы комплемента и, возможно, других белков. В связи с чем возникает вопрос: влияют ли гликопротеины антигена ВИЧ и опиаты на показатели тиолзависимого механизма биохимической фазы реакции белков СКД при взаимодействии с мочевиной и будут ли при этом высвобождаться Ag+ - чувствительные SH-CHC. В исследование было включено 68 практически здоровых доноров, у которых содержание общего белка в сыворотке крови находилось в пределах физиологической нормы и составляло от 74,3 до 92,7 г/л. В качестве денатурирующего агента выбран раствор мочевины (8 моль/л). В СКД добавляли раствор мочевины (8 моль/л), в результате чего получали реакционные смеси СКД + мочевина, которые термостатировали при 37°С в течение 60 мин. Конечная концентрация мочевины в сыворотках крови была подобрана опытным путем и составляла 0,8 моль/л. Это та минимальная конечная концентрация мочевины в СКД, под действием которой происходило изменение реакционной способности SH- и S-Sгрупп в белковой и небелковой фракциях реакционных смесей СКД + мочевина. В 1 серии исследований изучали влияние гликопротеинов антигена ВИЧ и опиатов на показатели тиолзависимого механизма биохимической фазы реакции взаимодействия белков сыворотки крови с мочевиной. Для этого применяли смесь 3 гликопротеинов антигена ВИЧ — gp AgHIV, которые были сорбированы в лунках планшетов (рекомбинантный белок gp 160, гликопротеины оболочки ВИЧ-1 gp 41 и гликопротеины оболочки ВИЧ-2 gp 36), а также опиаты — 1 % раствор морфина гидрохлорида (морфин) и 2% раствор промедола (промедол). Во II (контрольной) серии исследований изучали влияние вируса гепатита С — ВГС (AgHCV), поверхностного антигена вируса гепатита В — ВГВ (HBsAg) и цитостатиков на аналогичные показатели в белковой и небелковой фракциях реакционных смесей СКД + мочевина. Для этого применяли сорбированные в лунках планшетов рекомбинантные антигены ВГС (структурный нуклеокапсидный белок С22 и неструктурные белки NS3, NS4 и NS5) и смесь 3 серотипов поверхностного антигена ВГВ, а также цитостатики — 0,1% раствор винбластина (винбластин) и 2% раствор циклофосфана (циклофосфан). В результате, эффект gp AgHlV и опиатов, очевидно, обусловлен их прямым или опосредованным влиянием на структурно-функциональное состояние белков СКД. Менее выраженное влияние на эти процессы оказывали AgHCV, HBsAg и цитостатики, о чем косвенно свидетельствуют показатели тиолзависимого механизма биохимической фазы реакции взаимодействия белков СКД с мочевиной. Обращают на себя внимание и обнаруженные особенности изменения количества Аg+ -чувствительных SH-групп и SO32- -чувствительных S-S-групп в белковой фракции реакционных смесей в I и II сериях исследований. При этом полученные данные косвенно указывают на неоднозначное структурно-функциональное состояние белков СКД. Судя по количеству Ag+ чувствительных SH-групп и SO три 2- - чувствительных S-S-групп, изменение этого состояния зависело, хотя и в меньшей степени, от предварительно добавленных в СКД тех или иных антигенов, опиатов или цитостатиков. Это существенно сказывалось на изменении количества Ag + - чувствительных SH-групп и SO три 2- -чувствительных S-S-групп в белковой фракции реакционных смесей как в I, так и во II серии исследований. Полученные результаты можно рассматривать как доказательство того, что антигены, опиаты, цитостатики и мочевина, хотя и в разной степени, но оказывают влияние на стерические факторы и "химическую маскировку" SH- и S-S-групп, а также на их ионное окружение и гидрофобные взаимодействия в исследованных реакционных смесях. На основании результатов клинических и экспериментальных исследований, приведенных в ряде работ, в том числе и этом можно предположить, что для ВИЧ уязвимыми являются не только лимфоциты, но и белки крови. Обнаруженный аналогичный эффект опиатов оказался для автора неожиданным, но весьма интересным, так как хорошо известно, что наркоманы вовлечены в эпидемиологический процесс, обусловленный ВИЧ-инфекцией, и такие данные требуют дальнейшего изучения.

В марте Всемирная организация здравоохранения объявила о пандемии коронавируса SARS-CoV-2.

В марте Всемирная организация здравоохранения объявила о пандемии коронавируса SARS-CoV-2. Медицинская статистика по коронавирусу SARS-CoV-2 уже несколько месяцев подряд остаётся одной из главных новостных тем, и хотя СМИ не устают напоминать о симптомах заболевания и методах профилактики, вирус продолжает распространяться с впечатляющей скоростью. Неприятных эмоций добавляет то, что специального лечения до сих пор нет, и всё вместе наводит на мысль, что SARS-CoV-2 есть нечто невиданное и неслыханное, с чем никто никогда не сталкивался.

Сейчас известно 39 видов коронавирусов, в каждый вид могут входить десятки и сотни штаммов. Кроме того, есть ещё 10 видов — кандидатов в коронавирусы. Специалисты пока только проверяют, можно ли их считать настоящими коронавирусами. У них широкий спектр хозяев среди птиц и зверей, у которых они вызывают заболевания дыхательной системы и желудочно-кишечного тракта. К людям коронавирусы приходят от животных: вирус атипичной пневмонии 2002—2003 годов SARS-CoV пришёл от подковоносых летучих мышей, от которых он перескочил в мусанга, или малайскую пальмовую куницу, а из мусанга — уже в человека. (Любителям кофе малайская пальмовая куница должна быть знакома — это тот самый зверёк, без которого не было бы кофе копи-лювак: мусангам скармливают кофейные зёрна, которые определённым образом ферментируются в кишечнике, изменяя вкусовые свойства; кофе из зёрен, которые прогнали через мусангов, считается особо изысканным и стоит весьма немалых денег.)

Ещё один человеческий коронавирус известен по вспышке ближневосточного респираторного синдрома, первые случаи которого были зарегистрированы в 2012 году в Саудовской Аравии, — он получил название MERS-CoV. Этот вирус также пришёл к людям от летучих мышей с промежуточной остановкой в одногорбых верблюдах (оттого его ещё называют верблюжьим гриппом, что неправильно, — коронавирусы от вирусов гриппа отличаются). Умирают от него более трети заразившихся, однако заразиться им сложно: с момента появления вируса и до начала этого года в мире зарегистрировано лишь около двух с половиной тысяч случаев.

Подозревают, что и новый вирус SARS-CoV-2 тоже пришёл к нам от летучих мышей.

Наконец, есть ещё четыре человеческих коронавируса, два из которых, HCoV-229E и HCoV-OC43, были известны ещё до атипичной пневмонии от SARS-CoV, а два других, HCoV-NL63 и HCoV-HKU1, открыли в 2004 и 2005 годах. Все четыре не вызывают ничего серьёзнее мягкой простуды; хотя коронавирусная простуда встречается довольно часто — на её счёт относят 15—30% всей простуды в мире.

Но об эпидемиологии коронавирусов мы рассказывать не будем, а вместо этого поговорим о том, как они устроены и как на них реагируют наши клетки.

Обладатели белковой короны

И белок S, и белок HE сидят в мембранной липидной оболочке. Откуда она берётся? Как мы помним, наши клетки окружены мембраной и внутри них существует много мембранных органелл — клеточных органов, выполняющих разные функции и ради правильной работы отделённых от остальной клетки двуслойной липидной мембраной. Её-то вирус и заимствует, выходя из клетки, а как именно, скажем чуть ниже. Кроме S и HE в ней сидит очень много белка М, который поддерживает и структурирует мембрану, и ещё немного белка E. Под липидной оболочкой с белками мы найдём геном вируса — нить молекулы РНК, которая усажена белком N: он упаковывает вирусную РНК в компактную свёрнутую спираль. (Белковая оболочка вирусов, непосредственно взаимодействующая с нуклеиновой кислотой, называется капсидом.) Когда РНК попадает в клетку, то на ней сразу можно синтезировать белки, и такую РНК у вирусов обозначают плюсом.

По этим признакам коронавирусы относят к РНК-содержащим вирусам, чей геном представляет собой одну-единственную плюс-цепь РНК. Так же выглядит геном у множества других вирусов, среди которых есть риновирусы (одна из самых частых причин простуды) и вирус гепатита С. В то же время коронавирусы относят к оболочечным вирусам, у которых кроме нуклеиновой кислоты и связанного с ней структурно-защитного белка (у коронавирусов это белок N) есть ещё мембранная оболочка. К оболочечным вирусам ещё относятся, например, вирусы герпеса, у которых наследственная информация хранится в ДНК, и ВИЧ. Как видим, по отдельности разные молекулярные черты можно найти у множества вирусов и лишь по их сочетанию отделить одну группу вирусов от другой.

Кстати, геном в виде РНК — это, можно сказать, слабость коронавирусов. В нуклеиновых кислотах время от времени появляются мутации либо из-за внешних факторов, вроде фоновой радиации, либо из-за стандартных ошибок белков, которые эти нуклеиновые кислоты копируют. Но в клеточной ДНК мутации могут быть исправлены специальными ремонтными белками. Этим же ремонтом способны воспользоваться вирусы с геномом в виде ДНК или же те, которые геномную РНК на время копируют в ДНК (такие вирусы называются ретровирусами). А в коронавирусной РНК ошибки никак не исправляются. Мутации помогают вирусам сменить хозяина, но среди мутаций есть очень много вредных, и если вирус не может никак корректировать дефекты в ДНК, они в какой-то момент могут сделать его просто нежизнеспособным.

Любые вирусы — это, грубо говоря, лишь комок молекул, пусть и сложно устроенный. Собственного обмена веществ у вирусов нет, и размножаться за пределами клетки они не могут. Вирусам с мембранной оболочкой проникнуть в клетку проще как из-за самой мембраны, так и благодаря сидящим на ней белкам: они хорошо подходят к клеточным рецепторам. Кроме того, белки мембранной оболочки, как собственно вирусные, так и те, которые вирус прихватил у клетки вместе с куском мембраны, помогают вирусу уходить от иммунной атаки. Но из-за мембраны такие вирусы более чувствительны к разным неблагоприятным факторам, вроде обезвоживания или моющих детергентов, мембрану разрушающих. Поэтому вирусы с мембранной оболочкой лучше всего передаются от хозяина к хозяину, а сидеть на какой-то поверхности и ждать, когда их оттуда снимет потенциальный хозяин, они долго не могут. Этим они отличаются от вирусов без мембраны, которые представляют собой нуклеиновую кислоту, заключённую в белковый капсид, — они более устойчивы в окружающей среде, но проникнуть в клетку для них зачастую сложнее.

Внедрение в клетку

Разные вирусы пользуются разными клеточными белками для входа. Так, вирус атипичной пневмонии SARS-CoV и относительно безобидный HCoV-NL63 связываются с ангиотензинпревращающим ферментом 2, который помогает регулировать кровяное давление, участвует в управлении иммунитетом и играет роль ещё в целом ряде процессов. Но белка одного вида для входа бывает недостаточно, поэтому, например, SARS-CoV нужен ещё белок TMPRSS2 — одна из сериновых протеаз, участвующая в разных биохимических реакциях. Вирус сначала связывается с одним белком на поверхности клетки, а потом второй белок на поверхности клетки режет вирусный белок S, после чего мембраны вируса и клетки соединяются.

Вирус проник в клетку, и теперь он начинает копировать свой геном, то есть молекулу РНК, и синтезировать белки, нужные для копирования РНК и для формирования вирусных частиц. Кроме полных геномных РНК коронавирусы создают ещё набор более коротких РНК — они синтезируются на больших геномных РНК и нужны только для синтеза белков; в вирусные частицы эти короткие РНК не попадают (точно так же ведут себя некоторые другие вирусы, которые вместе с коронавирусами объединяют в группу Nidovirales). Все вирусные РНК синтезируются в особых белковых комплексах, которые, в свою очередь, закреплены в небольших мембранных пузырьках. Эти пузырьки создаёт сам вирус: его белки вторгаются во внутриклеточные мембраны и фрагментируют их, создавая пузырьки-везикулы, чтобы РНК-синтезирующим комплексам было к чему пришвартоваться.

Часть насинтезированной РНК остаётся плавать в цитоплазме клетки — на ней синтезируется белок N, который будет упаковывать геномную вирусную РНК в спираль. Другие структурные белки, те, что потом окажутся в мембранной оболочке вируса (S, M и пр.), синтезируются на РНК, осевшей на особой внутриклеточной структуре — эндоплазматической сети, или эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Эндоплазматическая сеть — это огромная система мембранных канальцев, цистерн и пузырьков, на которых сидят белоксинтезирующие молекулярные машины рибосомы и собирают белки в соответствии с информацией в РНК. Готовые белки погружаются внутрь полостей ЭР, где приобретают правильную пространственную форму и потом либо переходят в клеточную цитоплазму, либо отправляются на экспорт, наружу из клетки, будучи заключены в транспортный мембранный пузырёк.

Особенности внутриклеточной борьбы

О том, что у неё внутри орудует вирус, клетка может догадаться по неполадкам с внутренними мембранами — мы помним, что коронавирусы фрагментируют мембраны, чтобы дать опору своим белкам, синтезирующим РНК, и сами вирусные частицы прихватывают себе куски мембран. Кроме того, вирусные белки накапливаются в эндоплазматической сети и вызывают так называемый ЭР-стресс, то есть стресс эндоплазматического ретикулума. ЭР-стресс заставляет клетку остановить синтез белков (что, несомненно, бьёт по вирусу — ведь он зависит от клеточной белоксинтезирующей машины) и активирует сигнальные молекулярные пути, которые включают программы клеточного суицида. Наконец, клетка может понять по вирусной РНК, что внутри у неё поселилась инфекция, и в ответ начать синтез интерферона первого типа. Это сигнальный белок, который выходит из клетки и оповещает всех об инфекции, в результате здоровые клетки готовятся защищаться от своей соседки, а иммунные клетки стремятся уничтожить заражённую клетку.

Но у вирусов, к сожалению, есть способы заставить клетку жить подольше. Например, белок Е вируса атипичной пневмонии SARS-CoV подавляет апоптоз — значит, клетка будет производить вирусные частицы до полного истощения. В зависимости от состояния белков, участвующих в сигнальных путях, эти сигнальные пути могут либо включать программу суицида, либо, наоборот, поощрять клетку жить дальше, и коронавирусы могут переключать сигнальные пути в пользу жизни. И ещё коронавирусы умеют подавлять интерфероновую защиту и воспалительную реакцию: некоторые их белки скрывают от клетки вирусную РНК, не дают защитной системе эту РНК увидеть. Защитный механизм не включается, про инфекцию не знают ни соседи больной клетки, ни иммунитет, и вирус размножается всё сильнее и сильнее. Не все коронавирусы умеют так делать, и те, против которых интерфероновая защита срабатывает вовремя, вызывают лишь слабую простуду. А вот знаменитые SARS-CoV и MERS-CoV как раз хорошо умеют отключать интерфероновую систему тревоги, и считается, что во многом из-за этого они вызывают очень тяжёлые симптомы. Если организм пропустил начало инфекции, то потом, когда он всё равно её обнаружит, ему придётся иметь дело с огромным числом вирусов и заражённых клеток. Коронавирусы же не только подавляют воспаление — некоторые из их белков как раз воспаление сильно стимулируют. Поэтому говорят, что осложнения от коронавирусных инфекций во многом возникают из-за очень сильного иммунного ответа.

Об опасных хитростях коронавирусов можно рассказать ещё много. Например, они нашли себе разных молекулярных помощников: кроме поверхностных ферментов, которые помогают вирусу проникнуть в клетку, внутри клетки ещё есть множество белков, помогающих вирусу на всех этапах его жизни — в копировании генома, в синтезе вирусных белков, в сборке вирусных частиц и т. д. А некоторые вирусные белки наносят дополнительный вред клеткам, создавая в клеточных мембранах лишние отверстия — ионные каналы, из-за чего в клетке нарушается распределение ионов и, как следствие, меняются многие молекулярные процессы. Но хотя всё это звучит довольно пугающе, нельзя не признать, что про жизнь и устройство коронавирусов мы знаем уже очень много. Остаётся надеяться, что наши знания в ближайшем будущем найдут практическое применение и помогут справиться не только с текущей пандемией, но и понять, что делать с будущими коронавирусами.

SARS-CoV — Severe Аcute Respiratory Synd-rome-related CoronaVirus, коронавирус тяжёлого острого респираторного синдрома, вызвавший вспышку атипичной пневмонии 2002—2003 годов.

SARS-CoV-2 — коронавирус тяжёлого острого респираторного синдрома-2, вызывающий заболевание COVID-19, то есть COrona VIrus Disease 2019, или коронавирусная болезнь 2019 года.

MERS-CoV — Middle East Respiratory Syndrome-related CoronaVirus, коронавирус ближневосточного респираторного синдрома.

HCoV – общая аббревиатура для человеческих коронавирусов, Human CoronaVirus.

Все ферменты катализируют реакции с помощью группы аминокислот, образующих активный центр молекулы; у сериновых протеаз, таких, как помогающий коронавирусам фермент TMPRSS2, в их активный центр входит аминокислота серин.

Читайте также:

Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.

Copyright © Иммунитет и инфекции

вирус Batai
классификация Вирус
Группа: