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病毒衣壳装配和核酸包装机制的研究(下)

3 病毒核酸包装机制

病毒核酸包装可能有两种包装机制，一种以乳多空病毒为代表，病毒基组与细胞组蛋白首先形成微型染色体，然后病毒结构蛋白以病毒微型染色体为支架，不同构象的蛋白亚基之间特异识别与聚体逐渐装配形成封闭的病毒颗粒，核酸包埋其中，似“作茧自缚”。但在无病毒DNA时，衣壳蛋白仍可装配病毒样颗粒(VLP)，表明病毒衣壳装配是不必依赖于其DNA为支架的［9］。另一种以噬菌体、腺病毒、疱疹病毒为代表，其机制为病毒结构蛋白在细胞内预先形成衣壳，然后病毒DNA被特异识别并包装进入衣壳，形成完整的病毒颗粒。这类病毒DNA复制时，病毒基因组可从多个复制起始点开始，一个复制周期完成之前，下一个复制周期已开始形成基因组首尾相接的串联体(Concatamer)，病毒以串联体为底物，由病毒编码的包装酶(package enzyme)或未端酶(Terminase)将病毒基因组从串联体上包装起始点特异切割(首次切割)，当一个单位的病毒基因组从孔道蛋白或五邻体进入并充满衣壳后，由Head机制启动末端切割，从而完成病毒DNA包装。而某些病毒DNA复制结束后，就形成一个完整的基因组，如腺病毒DNA5′端共价连接DNA结合蛋白TBP，在包装过程中不需对DNA切割［10］。

病毒包装酶是由病毒基因编码，分为大小两个亚基，大亚基可特异结合病毒衣壳顶角处的孔道蛋白、金属离子及ATP。小亚基可特异识别与结合病毒核酸及ATP。包装酶都具有保守的ATP结合框架，因而具有ATP酶活性。在DNA包装过程中，每包装两个碱基对则需消耗一个ATP。依据包装酶对DNA切割的特异性不同又可分为三种类型：第一类为特异的首末次切割，因而病毒衣壳中核酸具有相同的长度，如SV40、T3、T7噬菌体。第二类为在病毒DNA特定区域发生非序列特异性切割，如T1、P2、P22、SPP噬菌体，病毒衣壳中核酸长度有轻微差异。第三类为完全非特异性切割，如T-even, 因而衣壳中的核酸是随机的［11］。最近研究发现噬菌体Φ29包装机制与其它噬菌体又有不同：在其DNA包装过程中还需一病毒DNA5′端编码的一小段RNA被称为包装RNA(pRNA)。pRNA5′和3′端在DNA包装过程中发挥关键作用［12］。pRNA一端可结合于P22孔道蛋白上，另一端则以短暂互补方式结合于病毒基因组5′端。病毒核酸进入衣壳的方式有以下几种学说：包装酶与孔道蛋白形成渗透压泵模型、可转动螺纹模型、捕捉臂模型、搬手模型等。病毒DNA进入衣壳后其体积将是包装前的1/30～1%。

4 病毒基因组包装的信号序列

病毒核酸包装是一个复杂的是中国汽车行业转型的窗口期过程，是蛋白质与蛋白质及蛋白质与核酸之间的复杂作用引起的。病毒结构蛋白或病毒包装酶识别病毒核酸，并从细胞大量DNA中特异选择包装病毒DNA，其机制目前尚不十分清楚。但大量研究表明在病毒基因组上游调节区或编码包装酶的基因中有一核酸包装信号序列，称为包装序列(Pac序列)。某些病毒pac序列包括包装酶特异识别与切割两个部分。包装序列可与包装酶或衣壳结构蛋白发生特异识别。目前研究较为深入的有噬菌体、腺病毒、疱疹病毒、SV40等。噬菌体pac包装序列包括三部分，cosN、cosQ、cosB。包装酶gpA、gpNUI可在串联体上cosN位点处特异切割形成粘末端，cosN为包装这类塑料造粒机装备对环境的污染非常严重镜头酶特异切割位点，cosB为包装酶特异识别结合点位，cosQ为基因组包装完成以后末端切割位点。只有包装酶在N1和N2两点切割形成12个碱基末端方可被特异包装。其它切割形式因不稳定而降解［13］。腺病毒包装信号序列位于反向重复序列ITR与EIA之间的230～380核苷酸内，有一系列AT重复序列组成，至少需3个AT重复序列参与DNA包装。SV40的包装信号序列为位于SV40 DNA复制起始位点ori附近的六个GC盒组成的ses结构。GC盒数目、位置及与ori距离都可影响SV40包装效率。SV40衣壳还可选择性包装SV40 ses结构携带的外源基因，并将外源基因导入SV40敏感的靶细胞核内［14］。HBV病毒复制具有逆转录病毒特性，HBV转录的广播话筒前基因组Pg RNA被HBV衣壳蛋白选择包装主要是由Pg RNA近5′端一段顺式元件介导的，称为E元件。E元件决定Pg RNA被特异选汽车扶手择包装。HBV衣壳蛋白可特异包装E元件所携带的一大段外源基因。由于pac元件由大量重复序列组成且包含很多顺式反应元件，那么pac元件所形成的二级结构及其相应的反式作用因子对病毒核酸包装的影响目前尚不清楚。病毒装配机制的研究对病毒性疾病的防悬臂货架治具有重要意义。由于病毒衣壳可特异包装pac元件所携带外源基因，人们可借助病毒的组织亲嗜性，用衣壳蛋白将目的基因特异包装并运送到特异靶细胞，可为人类基因治疗提供理想的载体。由于病毒结构蛋白亚基上有病毒装配的非关键区域，可将外源有力拉动了新能源材料的市场需求表位上插入此处，而不影响病毒颗粒装配，人们可借助此开发携带多种外源基因的嵌合病毒样颗粒疫苗。

作者/卞继峰 于修平

信息来源:中华实验和临床病毒学杂志