البروتين الفيروسي

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لكيفية بناء غلاف الفيروس باستخدام نسخ متعددة من جزيئين بروتينيين فقط

يشير مصطلح البروتين الفيروسي إلى كلٍّ من نواتج جينوم الفيروس وأي بروتينات مضيفة تُدمج في جسيم الفيروس. تُصنَّف البروتينات الفيروسية وفقًا لوظائفها، وتشمل مجموعات البروتينات الفيروسية البروتينات التركيبية ، والبروتينات غير التركيبية ، والبروتينات التنظيمية ، والبروتينات المساعدة. [ 1 ] الفيروسات كائنات غير حية، ولا تملك القدرة على التكاثر ذاتيًا، بل تعتمد على آليات الخلية المضيفة للقيام بذلك. لذا، لا تُشفِّر الفيروسات معظم البروتينات اللازمة لتضاعفها وترجمة الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) إلى بروتينات فيروسية، بل تستخدم بروتينات مُشفَّرة من قِبَل الخلية المضيفة لهذا الغرض. [ 2 ]

البروتينات التركيبية الفيروسية

معظم البروتينات الهيكلية الفيروسية هي مكونات للغلاف البروتيني والغطاء الخارجي للفيروس.

كابسيد

تُخزَّن المادة الوراثية للفيروس داخل بنية بروتينية فيروسية تُسمى الغلاف البروتيني. يُعدّ الغلاف البروتيني بمثابة "درع" يحمي الأحماض النووية الفيروسية من التحلل بواسطة إنزيمات الخلية المضيفة أو أنواع أخرى من المبيدات الحشرية أو الأمراض. كما أنه يُساعد الفيروس على الارتباط بالخلية المضيفة، ويُمكّنه من اختراق غشاء الخلية المضيفة. يتكون الغلاف البروتيني من نسخ عديدة من بروتين فيروسي واحد أو من عدد من البروتينات الفيروسية المختلفة، ويتم ترميز كل بروتين من هذه البروتينات بواسطة جين واحد من الجينوم الفيروسي . تسمح بنية الغلاف البروتيني للفيروس باستخدام عدد قليل من الجينات الفيروسية لتكوين غلاف بروتيني كبير. [ 3 ]

تتحد عدة وحدات بروتينية أوليغوميرية (فيروسية) لتشكيل الكابسوميرات ، وتتحد الكابسوميرات لتكوين الغلاف البروتيني. [ 1 ] يمكن أن تترتب الكابسوميرات في غلاف بروتيني عشريني الوجوه ، أو حلزوني، أو معقد، ولكن في العديد من الفيروسات، مثل فيروس الهربس البسيط، يتكون غلاف بروتيني عشريني الوجوه. [ 2 ] تتكون كل من الوجوه المثلثية العشرين المتطابقة في الغلاف البروتيني العشريني الوجوه من ثلاث وحدات بروتينية فيروسية غير متماثلة وغير متطابقة. [ 2 ]

الغلاف الفيروسي

يُحاط غلاف بعض الفيروسات بغشاء يُسمى الغلاف الفيروسي. في معظم الحالات، يحصل الغلاف الفيروسي على غلافه من غشاء البلازما للخلية المضيفة عندما يغادر الفيروس خليته المضيفة من خلال عملية تُسمى التبرعم. [ 4 ] يتكون الغلاف الفيروسي من طبقة ثنائية من الدهون مُطعّمة ببروتينات فيروسية، بما في ذلك البروتينات السكرية الفيروسية . [ 1 ] ترتبط هذه البروتينات السكرية الفيروسية بمستقبلات ومستقبلات مساعدة مُحددة على غشاء الخلايا المضيفة، مما يسمح للفيروسات بالالتصاق بخلاياها المضيفة المستهدفة. [ 1 ] تشمل بعض هذه البروتينات السكرية ما يلي:

تلعب البروتينات السكرية الفيروسية دورًا حاسمًا في اندماج الفيروس بالخلية. ويبدأ اندماج الفيروس بالخلية عندما ترتبط البروتينات السكرية الفيروسية بمستقبلات الخلية. [ 5 ]

بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي

يتطلب اندماج الغلاف الفيروسي مع الغشاء الخلوي طاقة عالية. تعمل بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي كمحفزات للتغلب على حاجز الطاقة العالي هذا . [ 6 ] بعد ارتباط البروتين السكري الفيروسي بالمستقبلات الخلوية ، تخضع بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي لتغير في بنيتها. [ 6 ] يُسهّل هذا التغير في البنية زعزعة استقرار الغلاف الفيروسي واندماجه مع الغشاء الخلوي، وذلك بالسماح لحلقات الاندماج (FLs) أو ببتيدات الاندماج الكارهة للماء (FPs) الموجودة على الغلاف الفيروسي بالتفاعل مع الغشاء الخلوي. [ 6 ] ينتهي المطاف بمعظم بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي في بنية تشبه دبوس الشعر بعد الاندماج، حيث تقع حلقات الاندماج/ببتيدات الاندماج والنطاق عبر الغشائي على نفس جانب البروتين. [ 6 ]

أتاحت دراسة البروتينات السكرية الفيروسية وبنيتها ثلاثية الأبعاد، قبل وبعد الاندماج، اكتشاف نطاق واسع من التكوينات البنيوية. [ 6 ] وقد صُنفت بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي إلى أربع فئات مختلفة، وتُعرف كل فئة بتكويناتها البنيوية المميزة:

  • الفئة الأولى: يتميز التركيب ما بعد الاندماج ببنية حلزونية مركزية مميزة تتكون من ثلاثي مميز من حلقات شعرية حلزونية ألفا. ومن الأمثلة على بروتينات الاندماج الفيروسي من الفئة الأولى بروتين gp41 السكري لفيروس نقص المناعة البشرية. [ 6 ]
  • الفئة الثانية: يفتقر هذا البروتين إلى بنية اللولب المركزي. ويحتوي على بنية مميزة من الصفائح بيتا المطولة في نطاقه الخارجي، والتي تعيد طي نفسها لتشكل ثلاثيًا من حلقات الشعر. ومن أمثلة بروتينات الاندماج الفيروسي من الفئة الثانية بروتين E لفيروس حمى الضنك، وبروتين E لفيروس غرب النيل. [ 5 ] [ 6 ]
  • الفئة الثالثة: التركيب البنيوي هو مزيج من خصائص بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي من الفئتين الأولى والثانية. ومن الأمثلة على بروتينات اندماج الفيروسات من الفئة الثالثة بروتين سكري فيروس داء الكلب، G. [ 6 ]
  • الفئة الرابعة: بروتينات الاندماج الفيروسي من الفئة الرابعة هي بروتينات غشائية صغيرة مرتبطة بالاندماج (FAST). لا تُشكّل هذه البروتينات ثلاثيات من حلقات الشعر أو هياكل حلقات الشعر نفسها، وهي أصغر بروتينات الاندماج الفيروسي المعروفة. تُشفّر بروتينات FAST بواسطة أفراد عائلة الفيروسات العجلية غير المغلفة . [ 6 ]

البروتينات الفيروسية غير البنيوية

البروتينات غير البنيوية الفيروسية هي بروتينات مشفرة بواسطة جينوم الفيروس، وتُعبَّر عنها في الخلايا المصابة. [ 1 ] مع ذلك، لا تُجمَّع هذه البروتينات داخل الفيروس. [ 1 ] أثناء تضاعف الفيروسات، تؤدي بعض البروتينات غير البنيوية الفيروسية وظائف مهمة تؤثر على عملية التضاعف نفسها. [ 1 ] وبالمثل، أثناء تجميع الفيروسات، تؤدي بعض هذه البروتينات أيضًا وظائف مهمة تؤثر على عملية التجميع. [ 1 ] من بين وظائف البروتينات غير البنيوية الفيروسية هذه: تكوين المُضاعِف، وتعديل الاستجابة المناعية، وتنشيط الجينات المشفرة للبروتينات البنيوية الفيروسية. [ 1 ]

تكوين النسخ المتماثل

تتفاعل البروتينات الفيروسية غير البنيوية مع بروتينات الخلية المضيفة لتكوين المُضاعِف، المعروف أيضًا باسم مُركَّب التضاعف. [ 1 ] في فيروس التهاب الكبد الوبائي سي ، تتفاعل البروتينات الفيروسية غير البنيوية مع بروتين نقل غشاء الحويصلات الخلوية ، hVAP-33 ، لتجميع المُضاعِف. [ 1 ] يُغيِّر البروتين الفيروسي غير البنيوي 4ب ( NS4B ) غشاء الخلية المضيفة ويبدأ عملية تكوين مُركَّب التضاعف. [ 1 ] [ 7 ] كما يتم استقطاب بروتينات فيروسية غير بنيوية أخرى، مثل NS5A و NS5B و NS3 ، إلى المُركَّب، ويتفاعل NS4B معها ويرتبط بالحمض النووي الريبي الفيروسي . [ 1 ] [ 7 ]

تعديل المناعة

يمكن تعديل الاستجابة المناعية للمضيف تجاه الخلية المصابة من خلال الخصائص المناعية المعدلة للبروتينات الفيروسية غير البنيوية. [ 1 ] تشفر العديد من أنواع فيروسات الحمض النووي الكبيرة بروتينات تُثبط الاستجابة المناعية للمضيف، مما يسمح بتكاثر الفيروس. [ 8 ] تحمل هذه البروتينات إمكانات واعدة في تطوير علاجات دوائية حيوية جديدة للأمراض الالتهابية لدى البشر، حيث ثبت أنها تُثبط الوسائط المناعية الالتهابية . [ 9 ] يمنع البروتين الفيروسي غير البنيوي NS1 في فيروس غرب النيل تنشيط المتممة من خلال ارتباطه ببروتين التحكم في المتممة، العامل H. [ 1 ] ونتيجة لذلك، يقل تعرف المتممة على الخلايا المصابة، وتبقى هذه الخلايا سليمة من الجهاز المناعي للمضيف. [ 1 ] [ 10 ]

البروتينات التنظيمية والمساعدة الفيروسية

تؤدي البروتينات التنظيمية والمساعدة للفيروسات وظائف عديدة. تتحكم هذه البروتينات الفيروسية في التعبير الجيني الفيروسي في الجينوم الفيروسي وتؤثر فيه، بما في ذلك معدلات نسخ الجينات البنيوية الفيروسية. [ 1 ] كما تؤثر البروتينات التنظيمية والمساعدة للفيروسات على وظائف الخلية المضيفة وتعدلها، مثل تنظيم الجينات والاستماتة الخلوية. [ 1 ]

في فيروسات الحمض النووي والفيروسات القهقرية، يمكن للبروتينات التنظيمية الفيروسية أن تعزز نسخ الجينات الفيروسية، وبالمثل، يمكن لهذه البروتينات أيضًا أن تعزز نسخ الجينات الخلوية المضيفة. [ 11 ]

تُشفّر البروتينات المساعدة الفيروسية، والمعروفة أيضًا بالبروتينات المُساندة، بواسطة جينوم الفيروسات القهقرية. [ 12 ] تؤدي معظم هذه البروتينات وظائفها في أنواع محددة من الخلايا فقط. [ 12 ] كما أنها لا تؤثر بشكل كبير على تكاثر الفيروس. [ 12 ] مع ذلك، في بعض الحالات، يتطلب استمرار تكاثر الفيروسات مساعدة (ووظيفة) هذه البروتينات. [ 12 ]

البروتينات الفيروسية الرجعية الداخلية

السنسيتين هو بروتين فيروسي داخلي المنشأ تم إدخاله في جينوم الثدييات للسماح باندماج الأغشية في تكوين المشيمة. [ 13 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 فلاديمير ن. أوفيرسكي؛ سونيا لونغي (2011). الفيروسات المرنة . وايلي. ص  4. ISBN 978-1-118-13554-9.
  2. 1 2 3 جوان ل. سلونكزوسكي؛ جون و. فوستر (2013). علم الأحياء الدقيقة: علم متطور. الطبعة الثالثة . دبليو دبليو نورتون وشركاه. الصفحات 192-195 . ISBN  978-0-393-12367-8.
  3. ↑ لوديش، هارفي؛ بيرك، أرنولد؛ زيبورسكي، إس. لورانس؛ ماتسودايرا، بول؛ بالتيمور، ديفيد؛ دارنيل، جيمس (1 يناير 2000). بيولوجيا الخلية الجزيئية: الفيروسات: التركيب والوظيفة والاستخدامات . مؤرشف من الأصل في 10 يونيو 2015. تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2016 .
  4. ↑ بورنيلوس، أوين؛ غاروس، جينيفر إي؛ سوندكويست، ويسلي آي (1 ديسمبر 2002). "آليات تبرعم فيروسات الحمض النووي الريبي المغلفة". اتجاهات في بيولوجيا الخلية . 12 (12): 569-579 . doi : 10.1016/S0962-8924(02)02402-9 . PMID 12495845 . 
  5. 1 2 وايت، جوديث م.؛ ديلوس، سو إي.؛ بريشر، ماثيو؛ شورنبرغ، كاثرين (2008-01-01). " بنى وآليات بروتينات اندماج الغشاء الفيروسي" . مراجعات نقدية في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 43 (3): 189-219 . doi : 10.1080/10409230802058320 . ISSN 1040-9238 . PMC 2649671. PMID 18568847 .   
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 بودبيلويتش، بنيامين (2014). "الفيروس وآليات اندماج الخلايا". المراجعة السنوية لبيولوجيا الخلية والتطور . 30 (1): 111-139 . doi : 10.1146/annurev-cellbio-101512-122422 . PMID 25000995 . 
  7. 1 2 غوتينوار، جيروم؛ بينين، فرانسوا؛ مرادبور، داريوس (2010-03-01). "البروتين غير البنيوي 4B لفيروس التهاب الكبد الوبائي سي: رحلة إلى منطقة غير مستكشفة". مراجعات في علم الفيروسات الطبية . 20 (2): 117-129 . doi : 10.1002/rmv.640 . ISSN 1099-1654 . PMID 20069613. S2CID 38778113 .   
  8. ↑ إنجل، ب؛ أنجولو، أ (2012). "البروتينات المناعية الفيروسية: استغلال جينات المضيف كاستراتيجية للبقاء". الذات وغير الذات . التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء. المجلد 738. الصفحات 256-278 . doi : 10.1007/978-1-4614-1680-7_15 . ISBN   978-1-4614-1679-1PMID 22399384​​ 
  9. ↑ لوكاس، أ؛ ماكفادين، ج (2004). "البروتينات الفيروسية المفرزة المعدلة للمناعة كعلاجات بيولوجية جديدة" . مجلة علم المناعة . 173 (8): 4765-74 . doi : 10.4049/jimmunol.173.8.4765 . PMID 15470015 . 
  10. ↑ تشونغ، كيونغ مين؛ ليسزوسكي، إم. كاثرين؛ نيباكين، غرانت؛ ديفيس، آلان إي.؛ تاونسند، آر. ريد؛ فريمونت، ديفيد إتش.؛ أتكينسون، جون بي.؛ دايموند، مايكل إس. (12 ديسمبر 2006). "بروتين NS1 غير البنيوي لفيروس غرب النيل يثبط تنشيط المتممة عن طريق الارتباط بالبروتين التنظيمي العامل H" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (50): 19111-19116 . doi : 10.1073/pnas.0605668103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1664712. PMID 17132743 .   
  11. ↑ فلينت، جين؛ شينك، توماس (1997). "البروتينات الفيروسية المنشطة للنسخ". المراجعة السنوية لعلم الوراثة . 31 (1): 177-212 . doi : 10.1146/annurev.genet.31.1.177 . PMID 9442894 . 
  12. 1 2 3 4 كوفين، جون م.؛ هيوز، ستيفن هـ.؛ فارموس، هارولد إي. (1997-01-01). الفيروسات القهقرية: البروتينات المساعدة والتجميع . مطبعة مختبر كولد سبرينغ هاربور . تم الاسترجاع في 13 أبريل 2016 .
  13. ↑ مي إس، لي إكس، لي إكس، فيلدمان جي إم، فينيرتي إتش، راسي إل، لافالي إي، تانغ إكس واي، إدوارد بي، هاوز إس، كيث جي سي جونيور، مكوي جي إم (2000). "السينسيتين هو بروتين غلاف فيروسي قهقري محصور يشارك في تكوين المشيمة البشرية". نيتشر . 403 ( 6771): 785-789 . Bibcode : 2000Natur.403..785M . doi : 10.1038/35001608 . PMID 10693809. S2CID 4367889 .