病毒學(xué)2 病毒結(jié)構(gòu)組成

1、病毒的結(jié)構(gòu)組成及分類 1病毒的定義 體積小，結(jié)構(gòu)簡單，只有一種類型的核酸，只能在活的、敏感細(xì)胞內(nèi)以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。2病毒形態(tài)多數(shù)病毒呈球形或近似球形，桿狀，絲狀，少數(shù)可為子彈狀、磚塊狀，噬菌體可呈蝌蚪狀。3病毒形態(tài)4廿面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu) (球狀)螺旋對(duì)稱的結(jié)構(gòu) (桿狀)復(fù)合對(duì)稱的結(jié)構(gòu) (蝌蚪狀)病毒粒子核衣殼的對(duì)稱性5廿面體對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特征: 1)球或近球形； 2)高倍電鏡下為多面體,具20個(gè)等邊三角形和12個(gè)頂點(diǎn)的物體； 3)多面多角多棱,是多顆粒按一定方式對(duì)稱排列形成,在角上為五鄰體（penton) ，面上六鄰體(hexon)。 4）核酸對(duì)二十面體的形成非必須，但有助于增加殼體的穩(wěn)

2、定性6廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)的形成原因:1)從拓補(bǔ)學(xué)看，廿面體容積最大；2)最小單位面所需亞基少，利于遺傳節(jié)約； 3)亞基易于對(duì)稱排列，等價(jià)或準(zhǔn)等價(jià)成鍵結(jié)合；綜上，廿面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、更合理。 7螺旋對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特征: 1）形狀：多為桿狀、纖維狀、 彎曲桿狀； 82）長形的衣殼粒螺旋狀排列，形成 中空的圓柱體，衣殼粒間為準(zhǔn)等價(jià)結(jié)合，直徑取決于蛋白亞基的特征，長度取決于核酸分子的長度；3）核酸埋嵌在衣殼粒之間的壁內(nèi)，以多個(gè)弱鍵與蛋白質(zhì)亞基相連。這種方式可控制螺旋排列；增加殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。TMV的衣殼粒和核苷酸的結(jié)合9復(fù)合對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特征:大腸桿菌的T4噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對(duì)稱的尾部組合而

3、成，是病毒中復(fù)合對(duì)稱的代表。10病毒大小測量單位為納米（nm,為1/1000m）150nm 大型病毒50 nm -150 nm 中等大小病毒50 nm 小型病毒11病毒大小最大的病毒： 大小或直徑（納米） 蟲痘病毒 450 牛痘苗病毒 300X250X100 最長的病毒 ：柑橘衰退病毒 2000 甜菜黃花病毒 1250X10 銅綠假單胞菌噬菌體 1300X10 最小的病毒： 口蹄疫病毒 21 乙型肝炎病毒 18 苜?；ㄈ~病毒 16.5 玉米條紋病毒 12-8 煙草壞死病毒 16 菜豆畸矮病毒 9-11 最細(xì)的病毒： 大腸桿菌的f1噬菌體 5X800 12病毒體結(jié)構(gòu)模式圖殼粒衣殼核心（核樣物）核

4、衣殼包膜包膜病毒包膜子粒13核酸決定病毒遺傳、變異和復(fù)制14衣 殼 粒(capsomere): 概念：為病毒的最小形態(tài)單位，由16個(gè)多肽分子折疊纏繞成的蛋白質(zhì)亞單位（三級(jí)結(jié)構(gòu)）。 15 不同病毒，多肽分子的組成不同； 簡單病毒只有12種衣殼粒， 如：TMV就只含有1種殼粒； 復(fù)雜病毒，20種左右 。衣殼粒的特點(diǎn):16 衣 殼(capsid): 概念:是衣殼粒以對(duì)稱形式有規(guī)律的排列形成的病毒外殼。內(nèi)包核酸，形狀多樣。 殼體蛋白是許多亞基借次級(jí)鍵或靜電引力互相聚合而成的具四級(jí)結(jié)構(gòu)的多聚體。(2)特點(diǎn):亞基的組成和數(shù)目的不同是區(qū)別不同殼體蛋白的標(biāo)志17 核 衣 殼(nucleocapsid):概念：

5、又稱核殼體；病毒蛋白質(zhì)衣殼與病毒核酸的合稱，為病毒的基本結(jié)構(gòu)。 18包 膜(envelope) (1)概念：指核衣殼外包裹的由類脂、多糖或蛋白質(zhì)組成的一層構(gòu)造較復(fù)雜的包膜，亦稱被膜或外膜。 19包膜的特點(diǎn): 包膜的結(jié)構(gòu)具有高度穩(wěn)定性a.維系病毒體結(jié)構(gòu)；b.保護(hù)病毒核酸； c.起始病毒感染所必需（識(shí)別）。 包膜的功能: 20包膜蛋白的種類: A 包膜糖蛋白：概念：主要在包膜外側(cè)，是包膜的重要結(jié)構(gòu)組成。功能：a. 引起感染的先決條件，為病毒的吸附蛋白。 b. 在病毒進(jìn)入時(shí)發(fā)揮作用，與細(xì)胞質(zhì)膜融合。 c. 是病毒表面和受染細(xì)胞質(zhì)膜上的特異抗原 決定簇。 d. 具多種生物學(xué)活性。21B.基質(zhì)蛋白：(有

6、些病毒無）概念：位于包膜內(nèi)側(cè)的非糖基化蛋白。功能：a.支撐包膜，維系病毒結(jié)構(gòu)； b.識(shí)別病毒核衣殼，聯(lián)系核衣殼 與病毒糖蛋白22包膜的形成: 來源于宿主細(xì)胞膜或 核膜: 如流感病毒。 在宿主細(xì)胞內(nèi)合成： 如痘苗病毒。 23刺 突（spikes)概念：病毒包膜或衣殼表面的突起物。 圖中可見流感病毒的刺突。流感病毒刺突含N-乙酰神經(jīng)氨酸酶（與粘膜細(xì)胞上神經(jīng)氨酸作用） 24刺 突 的 功 能:a.可啟動(dòng)感染；b.可誘生免疫保護(hù)作用；c.可中和抗體；d.可促使病毒從宿主細(xì)胞上釋放. 25病毒的化學(xué)組成核衣殼核心衣殼一種類型的核酸小量非結(jié)構(gòu)蛋白殼粒蛋白質(zhì)包膜蛋白質(zhì)多糖脂類金屬離子多胺26病毒的化學(xué)組成核

7、酸和蛋白質(zhì)核酸(Nucleic acid)蛋白質(zhì)衣殼(Protein coat)27堿基組成:同其它生物，同一屬中鳥嘌呤（G）+胞嘧啶（C）含量接近，成為分類鑒定的指標(biāo)。 某些DNA病毒中含稀有堿基 噬菌體sp8中5-羥甲基胞嘧啶（5-HMC, 5-hydroxymethylcytosine）取代胞嘧啶。 核酸（nucleic acid)28含量及分子量：不同病毒間差別很大。 形狀：有線狀、閉合或半閉合環(huán)狀 等形態(tài)。 核酸類型：DNA 或 RNA 。 分類以mRNA序列作標(biāo)準(zhǔn)，將RNA和DNA分子 區(qū)分為正鏈、負(fù)鏈。 正鏈：序列同mRNA，定義為“+”極性。負(fù)鏈：序列與mRNA互補(bǔ)，定義為“-

8、”極性。29其堿基組成符合Chargaff 定則；可轉(zhuǎn)錄的為mRNA的為負(fù)鏈，另一條為正鏈。 類型： 雙鏈DNA（double strand DNA, dsDNA）人皰疹病毒代表30單鏈DNAsingle strand DNA,ssDNA正鏈DNA（+DNA）：堿基序列同mRNA的為 正鏈；負(fù)鏈DNA（-DNA）：堿基序列同mRNA互補(bǔ)， 可直接作為轉(zhuǎn)錄模板 的DNA鏈為負(fù)鏈。 一般單鏈DNA只發(fā)現(xiàn)了“+”鏈的，無“-”鏈的 ！大腸桿菌噬菌體M13代表31逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒增殖的突出特點(diǎn)是在復(fù)制病毒RNA時(shí)要通過DNA復(fù)制中間型 (DNA replicative intermediate)。并與宿

9、主細(xì)胞的染色體整合。HIV代表32雙鏈RNAdouble strand RNA, dsRNA 具有正反兩條RNA鏈輪狀病毒A型代表33單鏈RNAsingle strand RNA, ssRNA 正鏈RNA（+RNA）：具有翻譯模板活性的鏈 為正鏈，即表示其可作為 mRNA模板。負(fù)鏈RNA（-RNA）：其堿基序列與mRNA互補(bǔ)，稱其為負(fù)鏈?？袢《救思仔透窝撞《敬?4 儲(chǔ)存病毒的遺傳信息 控制病毒的遺傳變異 控制病毒的增殖 控制病毒對(duì)宿主的感染性核酸功能：35蛋白質(zhì)（Protein）概念：為形態(tài)完整、成熟的病毒粒子所必需的蛋白質(zhì)，包括衣殼蛋白、包膜蛋白及組成酶系。功能:A.構(gòu)成病毒粒子的外殼,

10、保護(hù)核酸;B.決定病毒感染的特異性;C.決定病毒的抗原性;D.構(gòu)成病毒組成中的酶(部分分解酶、合成酶)36其他成分脂類：磷脂占50-60%，其余為膽 固醇等。多糖：以糖脂、糖蛋白的形式存 在。胺類、金屬離子。37理化因子對(duì)病毒的影響 強(qiáng)烈病毒滅活；適量病毒變異；微量病毒保持感染。理化因素38溫度對(duì)病毒的影響高溫：對(duì)熱不穩(wěn)定，5560攝氏度時(shí)， 幾或十幾分鐘滅活； 原因可能為:a. 病毒蛋白質(zhì)變性，病毒不能吸 附，不 脫殼,酶失活；b. 病毒包膜降解；c. 70攝氏度以上，核酸分子變性39低溫：病毒保持感染性應(yīng)用：病毒的實(shí)驗(yàn)及保藏均在低溫下進(jìn)行； 快速低溫冷凍（-70-190）； 真空冷凍干燥保藏； 40pH值對(duì)病毒的影響 pH6.08.0 ：穩(wěn)定， pH5以下或pH9以上：迅速失活； 個(gè)別例外，如鼻病毒在pH5.3即滅活， 腸道病毒在pH2.2，24小時(shí)仍有活性