الغلاف الفيروسي

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لفيروس مضخم للخلايا ، الغلاف = الغلاف الخارجي

الغلاف الفيروسي هو الطبقة الخارجية للعديد من أنواع الفيروسات . [ 1 ] وهو يحمي المادة الوراثية خلال دورة حياتها أثناء انتقالها بين الخلايا المضيفة. لا تمتلك جميع الفيروسات أغلفة. بروتين الغلاف الفيروسي ، أو بروتين E ، هو بروتين موجود في الغلاف، وقد يكتسبه الغلاف البروتيني من خلية مضيفة مصابة.

عملية عدوى الخلية المضيفة

تُحاط العديد من الفيروسات الممرضة للإنسان المنتشرة بغشاء ثنائي الطبقة من الدهون ، وتُصيب خلاياها المستهدفة عن طريق اندماج الغلاف الفيروسي مع غشاء الخلية . ورغم وجود لقاحات فعّالة ضد بعض هذه الفيروسات، إلا أنه لا يوجد علاج وقائي أو علاجي لمعظمها. في أغلب الحالات، تعمل اللقاحات المعروفة عن طريق تحفيز إنتاج الأجسام المضادة التي تمنع العامل الممرض من دخول الخلايا. ويحدث هذا في حالة الفيروسات المغلفة عندما ترتبط الأجسام المضادة ببروتينات الغلاف الفيروسي.

يحدث اندماج الغشاء الذي يُحفز دخول الفيروس، وينتج عن بروتين اندماج الغشاء الفيروسي . تحتوي العديد من الفيروسات المغلفة على بروتين واحد فقط مرئي على سطح الجسيم، وهو ضروري لكلٍ من التوسط في الالتصاق بسطح الخلية وعملية اندماج الغشاء اللاحقة. ولتطوير أدوية ولقاحات وقائية محتملة للفيروسات المغلفة الممرضة للإنسان، والتي لا يوجد لها لقاح حاليًا، من الضروري فهم كيفية عمل خطوة الاندماج [ 2 ] ، وكيفية تفاعل الأجسام المضادة مع بروتينات الغلاف الفيروسي، وخاصةً مع بروتين الاندماج، وكيفية تحييد الأجسام المضادة للفيروسات.

تدخل الفيروسات المغلفة الخلايا عن طريق ربط غشاء الخلية بغشاءها الدهني ثنائي الطبقة. وتُعدّ عملية التنشيط، عبر المعالجة البروتينية، إما لبروتين الاندماج أو لبروتين مرافق، ضرورية لمعظم بروتينات الاندماج الفيروسية. تُهيئ مرحلة التنشيط بروتين الاندماج للتفعيل من خلال العمليات المصاحبة للالتصاق والامتصاص، والتي تحدث غالبًا أثناء نقل بروتين الاندماج إلى سطح الخلية، ولكنها قد تحدث أيضًا خارج الخلية. حتى الآن، كشفت الدراسات البنيوية عن نوعين من بروتينات الاندماج الفيروسية. يُعتقد أن هذه البروتينات تُحفز الآلية نفسها في كلتا الحالتين، مما يؤدي إلى اندماج طبقتين دهنيتين. بعبارة أخرى، تعمل هذه البروتينات كإنزيمات، على الرغم من اختلاف بنيتها، إلا أنها تُحفز التفاعل الكيميائي نفسه. [ 3 ]

تعبير

تتكون أغلفة الفيروسات عادةً من أجزاء من أغشية الخلايا المضيفة ( الفوسفوليبيدات والبروتينات)، ولكنها تشمل أيضًا بعض البروتينات السكرية الفيروسية . يُعد البروتين السكري أحد المكونات الرئيسية للفيروسات الممرضة للإنسان، وقد ثبت أنه يلعب أدوارًا مهمة في المناعة والعدوى. [ 4 ] تم اكتشاف البروتينات السكرية الفيروسية، وهي فئة جديدة من البروتينات الخلوية المثبطة. تشمل هذه البروتينات إنزيمات E3 يوبيكويتين ليغاز من عائلة RING-CH المرتبطة بالغشاء (MARCH)، والتي تعمل، من بين أمور أخرى، على تثبيط التعبير عن بروتينات سطح الخلية المتورطة في المناعة التكيفية. [ 5 ] نظرًا لأن الغلاف الفيروسي يتكون في معظمه من غشاء الخلية المضيفة، فقد يحتوي أيضًا على البروتينات المرتبطة بالخلية المضيفة داخل غشائه بعد التبرعم. [ 6 ] تنضج العديد من الفيروسات المغلفة عن طريق التبرعم عند الغشاء البلازمي، مما يسمح لها بالخروج من الخلايا المصابة. خلال هذه العملية، يتم دمج البروتينات الفيروسية العابرة للغشاء، والمعروفة أيضًا باسم البروتينات الشوكية ، في حويصلات غشائية تحتوي على مكونات النواة الفيروسية (الكبسيد).

لفترة طويلة، ساد الاعتقاد بأن البروتينات الشوكية، الضرورية للعدوى، تندمج مباشرةً في النواة الفيروسية عبر نطاقاتها السيتوبلازمية. تشير الأبحاث الحديثة إلى أنه في حين أن هذه التفاعلات المباشرة قد تكون سببًا في تبرعم فيروسات ألفا، إلا أن هذا قد لا ينطبق على الفيروسات القهقرية وفيروسات الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة السالبة . إذ يمكن لهذه الفيروسات تكوين جسيمات متبرعمة حتى في غياب البروتينات الشوكية بالاعتماد فقط على مكونات النواة الفيروسية. ويمكن أحيانًا إنتاج البروتينات الشوكية كجسيمات شبيهة بالفيروس دون النواة الفيروسية. لذلك، قد يعتمد التبرعم والإطلاق الأمثل على تفاعل منسق بين النواة والبروتين الشوكي، حيث يُعدّ تجميع كلا المكونين أمرًا أساسيًا. [ 7 ]

التأثيرات على القدرة المرضية

قد تساعد الأغلفة الفيروسية على تجنب جهاز المناعة المضيف . تعمل مستقبلات التيروزين كيناز TAM على زيادة التخلص البلعومي من الخلايا الميتة ، وتثبط الاستجابات المناعية الناتجة عن مستقبلات تول-لايك والإنترفيرونات من النوع الأول (IFNs) عند تنشيطها بواسطة الروابط Gas6 وبروتين S. يمكن رؤية الفوسفوليبيد فوسفاتيديل سيرين على أغشية العديد من الفيروسات المغلفة، والتي تستخدمها هذه الفيروسات للارتباط بـ Gas6 وبروتين S لتنشيط مستقبلات TAM.

تحفز الفيروسات المغلفة بالليجاندات إشارات الإنترفيرون من النوع الأول، وتنشط مستقبلات TAM على الخلايا المتغصنة، وتثبط إشارات الإنترفيرون من النوع الثاني للتحايل على دفاعات المضيف وتعزيز العدوى. تُظهر الخلايا المتغصنة التي تفتقر إلى مستقبلات TAM استجابات للإنترفيرون من النوع الأول أكثر وضوحًا من تلك التي تُظهرها الخلايا الطبيعية عند التعرض للفيروس. ونتيجة لذلك، تواجه الفيروسات المصفرة والفيروسات القهقرية المُعدلة صعوبة أكبر في إصابة الخلايا المتغصنة التي تفتقر إلى مستقبلات TAM، على الرغم من إمكانية استعادة العدوى بواسطة الأجسام المضادة للإنترفيرون من النوع الأول. في الوقت نفسه، يمنع مثبط كيناز TAM إصابة الخلايا المتغصنة الطبيعية. وبالتالي، يتم تنشيط مستقبلات TAM، التي تُعد أهدافًا علاجية محتملة، بواسطة الفيروسات لتقليل إشارات الإنترفيرون من النوع الأول. [ 8 ] تعمل البروتينات السكرية الموجودة على سطح الغلاف على تحديد مواقع المستقبلات على غشاء المضيف والارتباط بها . وتشارك مجموعة معينة من البروتينات الفيروسية في سلسلة من التغيرات الهيكلية. عند اكتمال هذه التغييرات، يحدث الاندماج مع غشاء الخلية المضيفة. [ 9 ] تتوسط هذه البروتينات السكرية التفاعل بين الفيروس والخلية المضيفة، حيث تبدأ عادةً عملية اندماج الغلاف الفيروسي مع غشاء الخلية المضيفة. [ 10 ] في بعض الحالات، يُشكّل الفيروس ذو الغلاف جسيمًا داخليًا داخل الخلية المضيفة. [ 11 ] توجد ثلاثة أنواع رئيسية من البروتينات السكرية الفيروسية: بروتينات الغلاف، وبروتينات الغشاء، وبروتينات السنبلة (E وM وS). [ 12 ] بعد ذلك، يندمج الغلاف الفيروسي مع غشاء الخلية المضيفة، مما يسمح للكبسيد والجينوم الفيروسي بالدخول وإصابة الخلية المضيفة.

تحتوي جميع الفيروسات المغلفة على غلاف بروتيني، يُعرف باسم الكابسيد ، يقع بين الغلاف الخارجي والجينوم. [ 1 ] يغلف الفيروس حمضه النووي الحساس بغلاف بروتيني يُعرف باسم الكابسيد، وهو مشتق من الكلمة اللاتينية capsa التي تعني "صندوق"، وذلك لحمايته من البيئة المحيطة. وكما تتجمع العديد من الطوب لتشكيل جدار، يتكون الكابسيد من نوع واحد أو أكثر من البروتينات المتميزة التي تتكرر باستمرار لتكوين الكابسيد بأكمله. يُنتج هذا النمط المتكرر كابسيدًا قويًا ولكنه مرن نسبيًا. ويحظى الحمض النووي داخل الكابسيد بحماية مناسبة بفضل حجمه الصغير وصعوبة فتحه. يتكون النوكليوكابسيد الخاص بالفيروس من الحمض النووي والكابسيد. تجدر الإشارة إلى أن جينومات معظم الفيروسات صغيرة جدًا. فالجينات تحمل تعليمات لصنع البروتينات، لذا لا تستطيع الجينومات الصغيرة ترميز العديد من البروتينات. لذلك، يتكون كابسيد الفيروس من بروتين واحد أو عدد قليل من البروتينات التي تتكرر باستمرار لتكوين البنية. سيكون الحمض النووي الفيروسي كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن وضعه داخل الغلاف البروتيني إذا كان يتكون من أكثر من بضعة بروتينات. [ 13 ] يؤدي الغلاف البروتيني دورًا أساسيًا في حماية الجينوم بالإضافة إلى التهرب من التعرف المناعي. [ 14 ] يُعرف الغلاف البروتيني الفيروسي بحمايته للحمض النووي الريبي (RNA) قبل إدخاله إلى الخلية المضيفة، على عكس الغلاف الفيروسي الذي يحمي الغلاف البروتيني. [ 15 ]

غالبًا ما تموت الخلية التي ينشأ منها الفيروس أو تضعف، فتطلق المزيد من الجسيمات الفيروسية لفترة طويلة. الغلاف الدهني ثنائي الطبقة لهذه الفيروسات حساس نسبيًا للجفاف والحرارة والمواد المحبة للماء والدهون مثل الصابون والمنظفات ، ولذلك يسهل تعقيم هذه الفيروسات مقارنةً بالفيروسات غير المغلفة، كما أن قدرتها على البقاء خارج بيئة العائل محدودة، وعادةً ما تنتقل مباشرةً من عائل إلى آخر. يُعد بقاء الغلاف الفيروسي، سواءً كان مغلفًا أو غير مغلف، عاملًا مهمًا في تحديد مدة بقاء الفيروس على الأسطح غير الحية. [ 16 ] تتميز الفيروسات المغلفة بقدرة عالية على التكيف، ويمكنها التغير بسرعة للتهرب من الجهاز المناعي. ويمكن أن تُسبب الفيروسات المغلفة عدوى مزمنة .

يمكن أن تعمل اللقاحات ضد الفيروسات المغلفة عن طريق تحييد نشاط البروتين السكري بالأجسام المضادة. [ 17 ]

تمت دراسة القضاء على قدرة الفيروس على تكوين غلاف - عن طريق إزالة أو تعطيل بروتين بنيوي - أو على التبرعم كطريقة لإنتاج فيروسات غير قادرة على التكاثر. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

أمثلة على الفيروسات المغلفة

فيما يلي بعض الأمثلة على أنواع الفيروسات المغلفة:

أمثلة على الفيروسات غير المغلفة

فيما يلي بعض الأمثلة على الفيروسات التي لا تحتوي على غلاف:

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 هورلبرت، رونالد إي. أساسيات علم الأحياء الدقيقة 102. الفصل 11: الفيروسات . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-11-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 07-11-2008 .
  2. ↑ راول، روبرت ج.؛ بوكسر، ستيفن ج.؛ كاسون، بيتر م. (12 يوليو 2016). "فك تشابك اندماج غشاء الفيروس عن ارتباط المستقبلات باستخدام مركبات الحمض النووي-الدهون الاصطناعية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 111 (1): 123-131 . doi : 10.1016/j.bpj.2016.05.048 . ISSN 1542-0086 . PMC 4945621. PMID 27410740 .   
  3. ↑ ري، فيليكس أ.؛ لوك، شي-مي (2018-03-08). "السمات المشتركة للفيروسات المغلفة وآثارها على تصميم المستضدات للقاحات الجيل القادم" . مجلة Cell . 172 ( 6): 1319-1334 . doi : 10.1016/j.cell.2018.02.054 . PMC 7112304. PMID 29522750. S2CID 3775608 .   
  4. ↑ بانيرجي، نيلوتبال؛ موخوبادياي، سومي (مارس 2016). " البروتينات السكرية الفيروسية: دورها البيولوجي وتطبيقاتها في التشخيص" . VirusDisease . 27 (1): 1–11 . doi : 10.1007/s13337-015-0293-5 . PMC 4758313. PMID 26925438 .  
  5. ↑ لون، تشنغ مان؛ وحيد، عبد العبد؛ مجادلي، أحلام؛ باول، نيكول؛ فريد، إريك أو. (16 مارس 2021). " آلية استهداف البروتينات السكرية الفيروسية بواسطة بروتينات RING-CH المرتبطة بالغشاء" . mBio . 12 (2) e00219–21. doi : 10.1128/mBio.00219-21 . PMC 8092221. PMID 33727347 .  
  6. ↑ جيلدربلوم، إتش آر. بنية وتصنيف الفيروسات. في: بارون، إس، محرر. علم الأحياء الدقيقة الطبية. الطبعة الرابعة. جالفستون (تكساس): الفرع الطبي لجامعة تكساس في جالفستون؛ 1996. الفصل 41. متاح على الرابط التالي: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8174/
  7. ↑ كاد، تي إل؛ سكوجينج، يو؛ ليليستروم، بي. (نوفمبر 1997). "تبرعم الفيروسات المغلفة من الغشاء البلازمي" . مقالات بيولوجية: أخبار ومراجعات في البيولوجيا الجزيئية والخلوية والتنموية . 19 (11): 993-1000 . doi : 10.1002/bies.950191109 . PMC 7161837. PMID 9394621 .  
  8. ↑ بهاتاشاريا، سوشيتا؛ زاغورسكا، آنا؛ ليو، إيرين د.؛ شريستا، بيمي؛ روثلين، كارلا ف.؛ نوتون، جون؛ دايموند، مايكل س.؛ ليمكي، جريج؛ يونغ، جون أ. ت. (14 أغسطس/آب 2013). " الفيروسات المغلفة تُعطّل الاستجابات المناعية الفطرية في الخلايا المتغصنة عن طريق التنشيط المباشر لمستقبلات TAM" . مجلة Cell Host & Microbe . 14 (2): 136-147 . doi : 10.1016/j.chom.2013.07.005 . PMC 3779433. PMID 23954153 .  
  9. ↑ بنهايم، مارك أ.؛ لي، كيلي ك. (2020-04-08). "مناهج بيوفيزيائية جديدة تكشف ديناميكيات وآليات اندماج الفيروسات من النوع الأول وتفاعلها مع الأغشية" . الفيروسات . 12 ( 4): E413. doi : 10.3390/v12040413 . PMC 7232462. PMID 32276357 .  
  10. ↑ نافاراتناراجا، سي كيه؛ واريير، آر؛ كون، آر جيه (2008). "تجميع الفيروسات: الجسيمات المغلفة". موسوعة علم الفيروسات . ص 193-200 . doi : 10.1016/B978-012374410-4.00667-1 . ISBN  978-0-12-374410-4.
  11. ↑ وايت، جوديث م.؛ ويتاكر، غاري ر. (2016). "اندماج الفيروسات المغلفة في الجسيمات الداخلية" . ترافيك . 17 ( 6): 593-614 . doi : 10.1111/tra.12389 . PMC 4866878. PMID 26935856 .  
  12. ↑ بانيرجي، نيلوتبال؛ موخوبادياي، سومي (2016). "البروتينات السكرية الفيروسية: دورها البيولوجي وتطبيقاتها في التشخيص" . مجلة VirusDisease . 27 (1): 1-11 . doi : 10.1007/s13337-015-0293-5 . PMC 4758313. PMID 26925438 .  
  13. ^ لوتن ، جنيفر (2016). “بنية الفيروس وتصنيفه”. علم الفيروسات البشرية الأساسية . ص 19 – 29. دوى : 10.1016 / B978-0-12-800947-5.00002-8 . رقم ISBN  9780128009475. PMC 7150055 . 
  14. ↑ ستيوارت، ديفيد آي.؛ رين، جينغشان؛ وانغ، شيانغشي؛ راو، زيهي؛ فراي، إليزابيث إي. (مايو 2019). "بنية غلاف فيروس التهاب الكبد الوبائي أ" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات النظر في الطب . 9 (5) a031807. doi : 10.1101/cshperspect.a031807 . PMC 6496327. PMID 30037986 .  
  15. ↑ كليفر، دين أو. (2009). "البروتين الغلافي والقدرة على العدوى في الكشف عن الفيروسات" . علم الفيروسات الغذائية والبيئية . 1 (3): 123-128 . doi : 10.1007/s12560-009-9020-y . PMC 2837222. PMID 20234879 .  
  16. ↑ فيركيه، سوان؛ بوجارد، صوفي؛ لوبير، بيير إيمانويل؛ ساني، فامارا؛ كالون، دلفين؛ إيزارد، دانيال؛ هوبر، ديدييه (يونيو 2015). "بقاء الفيروسات المغلفة وغير المغلفة على الأسطح غير الحية" . الميكروبات والبيئات . 30 (2): 140-144 . doi : 10.1264/jsme2.ME14145 . PMC 4462923. PMID 25843687 .  
  17. ↑ ري، فيليكس أ.؛ لوك، شي-مي (8 مارس 2018). "السمات المشتركة للفيروسات المغلفة وآثارها على تصميم المستضدات للقاحات الجيل القادم" . مجلة Cell . 172 (6): 1319-1334 . doi : 10.1016/j.cell.2018.02.054 . PMC 7112304. PMID 29522750 .  
  18. ↑ تشانغ، إن؛ كي، يونغ؛ ران، ويهونغ؛ تشانغ، يو؛ لي، روي هانغ؛ فانغ، شينكوي؛ وانغ، لي؛ تشانغ، باوهونغ؛ صن، تاو (11 نوفمبر 2024). "تقييم فيروس التهاب الفم الحويصلي المتحور أحادي الدورة لبروتين M كمنصة لقاح مخاطي آمنة ومحفزة للمناعة لتوصيل مستضد SARS-CoV-2" . العلوم المتقدمة . 11 (47) e2404197. doi : 10.1002/advs.202404197 . PMC 11653642. PMID 39526809 .  
  19. ↑ Zheng, Ming ZM; Tan, Tiong Kit; Villalon-Letelier, Fernando; Lau, Hilda; Deng, Yi-Mo; Fritzlar, Svenja; Valkenburg, Sophie A.; Gu, Haogao; Poon, Leo LM; Reading, Patrick C.; Townsend, Alain R.; Wakim, Linda M. (2023-09-08). "لقاح فيروس الإنفلونزا أحادي الدورة يُولّد خلايا CD8+ Trm في الرئة تتفاعل بشكل متقاطع ضد المتغيرات الفيروسية وتُحبط الطفرات الفيروسية المُفلتة" . Science Advances . 9 (36) eadg3469. Bibcode : 2023SciA....9G3469Z . doi : 10.1126/sciadv.adg3469 . PMC 10491285. PMID 37683004 .  
  20. ↑ كيم، سي-هيون؛ كارو، جون ف.؛ كوبي، ديفيد أ.؛ شيلدز، جون؛ إنتويسيل، كلير؛ باتيل، سنيال؛ شاه، جاتين ب.؛ فونغ، يومان (سبتمبر 2000). "العلاج الجيني المركب باستخدام جينات متعددة معدلة للمناعة منقولة بواسطة فيروس هربس معدٍ معيب أحادي الدورة في سرطان الخلايا الحرشفية" . علاج جينات السرطان . 7 (9): 1279-1285 . doi : 10.1038/sj.cgt.7700231 . PMID 11023201 . 
  21. ^ ليت، مارتن جوزيف؛ أوتي، فابيان. هاوزر، ديفيد؛ شون، جاكوب؛ كيبفر، إنجا تاتيانا؛ هوفمان، دوناتا. هالوي، نيكو ج.؛ بريثوبت، أنجيل؛ أولريش، لورينز. بريتزكي، توبياس؛ كوخمان، جانا؛ كورليس، بيورن؛ تشانغ، يويبنغ؛ أوردا، لورينا؛ كميلجانوفيتش ، فلاديمير (2024/10/30). "حماية عالية ومناعة لمنع انتقال العدوى ناتجة عن لقاح SARS-CoV-2 أحادي الدورة في الهامستر" . لقاحات npj . 9 (1): 206. دوى : 10.1038/s41541-024-00992-z . بمك 11522273 . بميد 39472701 .  
  22. ↑ "فيروس داء الكلب" . مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 يناير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2008 .
  • "بنية الفيروس" . التعبيرات الجزيئية: صور من المجهر . تم الاسترجاع في 27-06-2007 .