藥劑學(xué)第三章形態(tài)與結(jié)構(gòu)

藥劑學(xué)第三章形態(tài)與結(jié)構(gòu)1第一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第一節(jié)病毒的形態(tài)與大小第二節(jié)病毒的組成與功能第三節(jié)病毒顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性第二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、病毒的大小二、病毒的形態(tài)特征第一節(jié)病毒的形態(tài)與大小第三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二普通光學(xué)顯微鏡：光源：可見(jiàn)光分辨率：200nm放大倍數(shù)：1000-1500倍（油鏡鏡頭）一、病毒的大小列文虎克（1632-1723）第四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二電子顯微鏡1、透射電子顯微鏡（TEM）2、掃描電子顯微鏡（SEM）3、掃描隧道顯微鏡（STM）掃描電子顯微鏡CS3400（ScaningElectronMicroscope）Hitachi（日立）-7650透射電子顯微鏡STM第五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二光學(xué)顯微鏡、TEM、SEM成像原理比較電子顯微鏡光源：電子束分辨率：0.2-1nm

放大倍數(shù)：數(shù)千、數(shù)萬(wàn)及數(shù)十萬(wàn)倍第六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二電子顯微鏡下蚊子頭部纖毛上的病毒（×35000）光學(xué)顯微鏡下蚊子頭部（×200）掃描電子顯微鏡下金黃色葡萄球菌（×5000）第八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒體（virion）或病毒顆粒（virusparticle）：病毒在繁殖過(guò)程中產(chǎn)生的完整的成熟病毒顆粒，具有特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性。測(cè)量單位為納米（nm，為1/1000m）

<50

nm小型病毒

50-150nm中等大小病毒（大多數(shù)）

>150nm大型病毒（最大300nm）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。第九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

葡萄球菌1000nm立克次體450nm衣原體390nm痘苗病毒300×250nm煙草花葉病病毒100nm流感病毒40nm乙腦病毒30nm脊髓灰質(zhì)炎病毒70nm腺病毒65×95nm噬菌體第十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

一些病毒大小牛痘苗病毒傳染性濃泡皮炎病毒腮腺炎病毒T偶數(shù)病毒皰疹病毒大蚊病毒流感病毒煙草花葉病毒腺病毒多瘤病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒1微米第十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、病毒的形態(tài)特征

（1）核心（髓核）:單一型核酸(DNA或RNA)，決定病毒的遺傳﹑變異與感染。

（2）衣殼:蛋白質(zhì)，由一定數(shù)量的蛋白質(zhì)殼粒聚合而成。

*衣殼呈三種對(duì)稱(chēng)型1、病毒基本結(jié)構(gòu)

（一）病毒結(jié)構(gòu)

第十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二衣殼（capsid）：由許多蛋白質(zhì)殼粒組成，保護(hù)核酸，介導(dǎo)病毒感染細(xì)胞且有抗原性。核心（core）：核酸，構(gòu)成病毒的基因組（genome）。殼粒(capsomere)：由少數(shù)幾種重復(fù)的多肽亞單位組成核衣殼第十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、病毒輔助結(jié)構(gòu)——包膜

（1）包膜是病毒出芽釋放時(shí)包上的一層宿主細(xì)胞膜或核膜，由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類(lèi)組成。

（2）刺突(包膜突起)：某些病毒包膜表面鑲嵌有糖蛋白，為放射狀排列的大小不等的釘狀突起，稱(chēng)為刺突。

*功能：與致病性有關(guān)，具有抗原性。

第十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

包膜（envelope）:包繞在核衣殼外，上常有刺突（spike），是病毒的表面抗原。包膜子粒、刺突包膜第十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒形態(tài)多種多樣，基本形態(tài)為桿狀、球狀和蝌蚪狀。廿面體對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(球狀)

螺旋對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(桿狀)

復(fù)合對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)

動(dòng)物病毒多為球狀，植物病毒多為桿狀，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(chēng)的尾部組合而成，是病毒中復(fù)合對(duì)稱(chēng)的代表。

（二）病毒形態(tài)

第十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

電子顯微鏡下的病毒桿狀球狀蝌蚪狀第十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、病毒顆粒的形態(tài)螺旋對(duì)稱(chēng)：

桿狀：煙草花葉病毒絲狀：大腸桿菌M13噬菌體卷曲狀：流感病毒子彈狀：狂犬病毒等軸對(duì)稱(chēng)：冠狀病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒有包膜的球狀病毒復(fù)合對(duì)稱(chēng)：蝌蚪狀（無(wú)包膜）：T4噬菌體磚塊狀（有包膜）：痘病毒第十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二TMV第十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二冠狀病毒第二十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二子彈狀的狂犬病毒第二十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二噬菌體第二十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二痘病毒第二十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二昆蟲(chóng)病毒第二十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、病毒的群體形態(tài)包涵體（inclusionbody）噬菌斑及空斑（plaque）枯斑（lesion）第二十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二包涵體（inclusionbody）是病毒的聚集體是病毒的合成部位是病毒蛋白和與病毒感染有關(guān)的蛋白質(zhì)非病毒性包涵體,由化學(xué)因子或細(xì)菌感染形成第二十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二噬菌斑(plaque)下層培養(yǎng)基雙層培養(yǎng)基敏感菌+上層培養(yǎng)基噬菌體稀釋液培養(yǎng)噬菌斑敏感菌菌苔第二十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二空斑和病斑

在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物上的與噬菌斑類(lèi)似的空斑，稱(chēng)為病斑。第二十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二枯斑第二十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第二節(jié)病毒的組成與功能一、病毒的組成二、病毒核酸及其功能三、病毒蛋白質(zhì)及其功能四、病毒的脂質(zhì)與功能五、病毒的糖類(lèi)六、病毒的其他成分第三十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、病毒的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)脂質(zhì)糖類(lèi)其他組分第三十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒的結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)（核衣殼）輔助結(jié)構(gòu)—包膜：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖等核心：DNA或RNA衣殼：蛋白質(zhì)病毒的化學(xué)組成

1、病毒的核酸：一種病毒只含有一種類(lèi)型的核酸，或DNA或RNA；單鏈或雙鏈；線(xiàn)狀或環(huán)狀；單鏈的可為正鏈或負(fù)鏈，所以其類(lèi)型極其多樣化。

2、蛋白質(zhì)衣殼：由一定數(shù)量的蛋白質(zhì)亞單位——衣殼粒按一定的排列組合構(gòu)成。不同病毒衣殼中衣殼粒的數(shù)目不同。

3、包膜：也稱(chēng)囊膜或被膜，為某些病毒所特有，主要成分是脂質(zhì)和以糖蛋白形式存在的多糖類(lèi)。第三十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、病毒核酸及其功能DNA攜帶遺傳信息RNA攜帶遺傳信息第三十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二

(1)化學(xué)成分為DNA或RNA，據(jù)此將病毒分DNA病毒和RNA病毒；

(2)核酸可線(xiàn)型或環(huán)型、分單股或雙股；

(3)攜帶病毒的全部遺傳信息，是病毒的基因組，大小相差懸殊，復(fù)制方式多樣，基因組控制病毒的生殖、遺傳和變異。二、病毒核酸及其功能存在形式多樣第三十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二C57BL/6JDBA/2第三十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二呼腸病毒小RNA病毒套膜病毒布尼亞病毒冠狀病毒黃病毒絲狀病毒彈狀(桿狀)病毒正黏液病毒副黏液病毒星狀病毒沙狀病毒杯狀病毒反轉(zhuǎn)錄病毒第三十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二各段RNA的分子數(shù)目在病毒提純物中不等量存在絕大部分不存在5’帽子和3’尾分段RNA病毒第三十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二分段和多組分病毒基因組?分段（segmented）病毒基因組：基因組被分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的核酸分子，但被包裝在同一個(gè)病毒粒子中。?多分體（multipartite）病毒基因組：基因組分段后的每個(gè)基因組片段包裝在不同的病毒顆粒中。分布廣泛：在人、動(dòng)物和植物的病毒中都有存在只在植物病毒中少量存在顆粒大小上經(jīng)常存在差異（基因組片段長(zhǎng)度）在分節(jié)段的RNA植物病毒中，常見(jiàn)多分體基因組，即同一病毒的幾個(gè)RNA節(jié)段分別裝入衣殼中，形成大小不同的顆粒，有的分裝在兩種顆粒中稱(chēng)二分體基因組，如豇豆花葉病毒；有的分裝在3種顆粒中稱(chēng)三分體基因組，如黃瓜花葉病毒和雀麥花葉病毒。

第三十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒基因組分段的優(yōu)點(diǎn)a）降低包裝壓力；b）降低了造成斷裂的可能性，提高編碼能力。a）侵染效率低；b）容易產(chǎn)生變異；c）具有較高的重組率。病毒基因組分段的缺點(diǎn)第三十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒核酸回顧病毒核酸是病毒攜帶遺傳信息的遺傳物質(zhì)病毒核酸存在形式多樣化：核酸類(lèi)型（DNA、RNA）、核酸形狀（線(xiàn)狀、環(huán)狀；單鏈、雙鏈）、基因組大小相差懸殊、基因組復(fù)制方式第四十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、病毒蛋白質(zhì)及其功能結(jié)構(gòu)蛋白組成病毒體的成分

衣殼蛋白包膜蛋白基質(zhì)蛋白——連接衣殼蛋白與包膜蛋白的部分，有跨膜及錨定功能區(qū)非結(jié)構(gòu)蛋白病毒內(nèi)感染細(xì)胞內(nèi)第四十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二結(jié)構(gòu)蛋白：是組成病毒體的蛋白成分，可離心沉淀后分離純化。

（2）基質(zhì)蛋白：（3）包膜蛋白：（1）衣殼蛋白：第四十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒結(jié)構(gòu)蛋白作用支架作用：維持病毒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性保護(hù)作用：保護(hù)核酸免受外界因素破壞輔助作用：吸附宿主細(xì)胞，輔助感染有抗原性：可引起機(jī)體的免疫反應(yīng)第四十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二非結(jié)構(gòu)蛋白：可存在于病毒體內(nèi)也可僅存在于宿主細(xì)胞內(nèi)。（1）病毒內(nèi)所有的重要的酶類(lèi)；（2）抑制宿主細(xì)胞生物合成或抑制病毒抗原經(jīng)MHC遞呈的蛋白；（3）轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞的作用；（4）抗細(xì)胞因子或抗細(xì)胞凋亡作用。第四十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二存在于包膜上功能：保護(hù)作用：維護(hù)病毒結(jié)構(gòu)的完整性輔助作用：與宿主細(xì)胞膜融合，輔助感染四、病毒脂質(zhì)及其功能第四十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二存在形式

核酸上的糖：戊糖、葡萄糖基嘧啶主要在包膜上，以糖蛋白形式為主，也有糖脂、粘多糖功能：共同表現(xiàn)抗原特異性賦予病毒某些功能（如流感病毒血凝素具有紅細(xì)胞凝集活性）五、病毒糖類(lèi)及其功能第四十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二多胺類(lèi)有機(jī)陽(yáng)離子，包括丁二胺、亞精胺、精胺等一些金屬陽(yáng)離子功能：與病毒的結(jié)構(gòu)有關(guān)六、病毒其他組分第四十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二第三節(jié)病毒顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性一、病毒殼體構(gòu)成的原理二、螺旋對(duì)稱(chēng)殼體（helicalsymmetry）三、二十面對(duì)稱(chēng)殼體（isosahedralsymmetry）四、復(fù)合對(duì)稱(chēng)殼體（complexsymmetry）第四十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、病毒殼體構(gòu)成的原理病毒殼體是由蛋白質(zhì)亞基依據(jù)物理學(xué)的基本理論和幾何學(xué)原理裝配而成的。任何物質(zhì)結(jié)構(gòu)取得穩(wěn)定的必要物理?xiàng)l件是，此結(jié)構(gòu)必須處于自由能最低狀態(tài)，病毒殼體結(jié)構(gòu)也不例外。根據(jù)相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何學(xué)原理，病毒殼體可采取的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)形式只能是圓柱體對(duì)稱(chēng)或者立體對(duì)稱(chēng)；由于病毒殼體的亞基數(shù)目有限，病毒殼體不可能形成球體對(duì)稱(chēng)。第五十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二病毒殼體對(duì)稱(chēng)類(lèi)型煙草花葉病毒腺病毒大腸桿菌T偶數(shù)噬菌體遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)第五十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二煙草花葉病毒（TobaccoMosaicVirus,TMV）是煙草普通花葉病的病原。TMV體外穩(wěn)定性強(qiáng)，主要通過(guò)機(jī)械接觸傳播。煙草花葉病毒是一種RNA病毒，不含DNA，它有一個(gè)圓筒狀的蛋白質(zhì)外殼，由2130個(gè)相同的亞基組成，內(nèi)有一條RNA分子，沿著內(nèi)壁在蛋白質(zhì)亞基之間盤(pán)旋，結(jié)合6%RNA和94%蛋白質(zhì)。二、螺旋對(duì)稱(chēng)殼體第五十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、螺旋對(duì)稱(chēng)殼體TMV的衣殼不是由其蛋白質(zhì)亞基一個(gè)一個(gè)地裝配而成的。而是先聚集形成許多雙層（每層17個(gè)亞基，共34個(gè)亞基）盤(pán)狀集合體，然后，由于pH的降低與RNA的嵌入，這些雙層盤(pán)狀集合體變成鎖緊墊圈樣的、不完全嚙合的雙圈螺旋狀的裝配單位，最后，他們聚疊在一起裝配成完整的TMV

第五十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二RNA殼粒第五十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二TMV是螺旋對(duì)稱(chēng)病毒的典型代表，無(wú)包膜，呈直桿狀，長(zhǎng)300nm，直徑15-18nm，軸孔直徑4nm。亞基右手螺旋排列，螺距2.3nm。由158個(gè)氨基酸組成一個(gè)皮鞋狀的衣殼粒，相對(duì)分子量為17500，總共2130個(gè)衣殼粒，排列成130圈螺旋，TMV的核酸核心是單鏈的RNA，相對(duì)分子質(zhì)量為260萬(wàn)，含有6390個(gè)核苷酸，每3個(gè)核苷酸與一個(gè)衣殼粒相結(jié)合，盤(pán)繞于蛋白質(zhì)的軸孔直徑中。第五十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二CubicHelical第五十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、二十面對(duì)稱(chēng)殼體正四面體正六面體

正八面體正十二面體正二十面體第五十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二構(gòu)成二十面體對(duì)稱(chēng)殼體的兩種方式：

1、嚴(yán)格等價(jià)結(jié)合構(gòu)成典型的二十面體對(duì)稱(chēng)殼體

2、準(zhǔn)等價(jià)結(jié)合構(gòu)成二十面體三角形殼體第五十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期二嚴(yán)格等價(jià)結(jié)合構(gòu)成典型的二十面體對(duì)稱(chēng)