Сегменты генома вируса гриппа
Генетический материал вируса представлен вирусной РНК негативной полярности в виде 8 нитей (сегментов, размером от 850 до 2300 н.о.) в комплексе с белком нуклеопротеина ( NP ). У вируса гриппа С не 8, а лишь 7 РНК-сегментов. Каждый сегмент несет на себе полимеразный комплекс, образованный 3 белками ( РВ1 , РВ2 , РA ). Эти белки осуществляют транскрипцию и репликацию вирусного генома. Каждый сегмент РНК кодирует 1 или 2 вирусных белка. Поскольку генетический материал вируса гриппа сегментирован, т.е. представлен отдельными блоками, которые реплицируются в клетке независимо один от другого, вирусы гриппа, принадлежащие к одному роду, легко могут скрещиваться, образуя вирусы-реассортанты.
Каждый сегмент генома вирусов гриппа представлен однонитевой РНК негативной полярности , комплементарной по отношению к мРНК для вирусных белков. Все сегменты имеют почти одинаковые небольшие участки на З'-конце (12 н.о. у вирусов гриппа A ) и частично комплементарные им одинаковые участки на 5'-конце (13 н.о. у вируса гриппа). Эти участки полностью консервативны у разных вариантов вируса в пределах рода.
Самые большие геномные РНК-сегменты кодируют полимеразные белки РВ1 и РВ2 . Размеры этих двух сегментов у вируса гриппа A одинаковы (2341 и.о.). В первом сегменте, кодирующем полимеразный белок РВ1, помимо рамки считывания РВ1 размером в 757 триплетов имеется дополнительная рамка, начиная со 120-го нуклеотида, длиной 87 триплетов. Она кодирует белок PB1-F2 , имеющий сродство к митохондриям и играющий роль в гибели клетки в результате инфекции ( апоптозе ). Второй сегмент, кодирующий белок РВ2 (759 а.о. у вируса гриппа A), имеет лишь одну рамку считывания, как и третий сегмент (2233 н.о.), который кодирует белок РA (716 а.о.). Гетеротример, содержащий по одной молекуле РВ1, РВ2 и РA, осуществляет транскрипцию и репликацию вирусного генома.
Четвертый сегмент кодирует гемагглютинин. Размер 4-го сегмента у вирусов гриппа A сильно варьирует (1742-1778 н.о.). Размер самого НA варьирует в несколько меньшей степени (562-566 а.о.). Молекула НA синтезируется как единая полипептидная цепь, которая в дальнейшем подвергается процессингу. Последний включает гликозилирование , сульфатирование , ацилирование (присоединение остатка жирной кислоты) , отщепление сигнального пептида и, наконец, протеолитическое расщепление на две субъединицы - большую ( НA1 , 319-326 а.о.) и малую ( HA2 , 221-222 а.о.). Субъединицы в зрелой молекуле НA связаны дисульфидной связью . Расщепление необходимо для приобретения НA функции слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной. Вирусная частица, содержащая нерасщепленный НA, не обладает инфекционностью. Участок расщепления представлен либо одним остатком аргинина , либо цепочкой основных аминокислотных остатков ( аргинина и лизина ).
В молекуле НA есть три гидрофобных участка. Один из них, N-концевой сигнальный пептид, отщепляется в ходе процессинга . Трансмембранный якорный участок на С-конце НA2 закрепляет НA в липидном слое, а пептид фузии (слияния) на N-конце НA2, возникающий после расщепления НA на две субъединицы, обеспечивает слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. В вирусной частице НA присутствует в виде тримера, собранного из трех идентичных молекул НA. В каждом мономере имеется глобула, образованная свернутой цепью НA1, и стебель, образованный всей НA2 и концевыми участками НA1. Длинные аkmaf-спирали в составе стебля каждого из мономеров, скручиваясь между собой, участвуют в образовании тримера гемагглютинина.
Пятый сегмент РНК вируса гриппа A имеет длину 1565 н.о. Он кодирует белок NP (498 а.о.). NP не имеет кластеров основных аминокислот, но многие его регионы спо собны связываться с РНК. В составе нуклеокапсида вируса гриппа A каждая молекула белка NP связана с 24 нуклеотидами.
Шестой сегмент кодирует белок NA . Длина сегмента, как и длина белка NA, сильно варьирует у разных штаммов вируса гриппа A. Белок гликозилирован, как и НA, но не подвергается протеолитическому расщеплению. В зрелом виде белок NA представлен грибообразным тетрамером, содержащим две пары молекул NA. В каждой паре молекулы NA соединены дисульфидной связью. В части мономера, образующей стебель, у многих вариантов вируса гриппа A имеется делеция. В дистальной части тетрамера расположен активный центр NA. Белок NA является гликопротеидом 2-го типа. У него нет отщепляемого сигнального пептида, а N-концевой гидрофобный участок, работающий как сигнальный пептид (т.е. закрепляющий синтезируемый белок в мембране цитоплазматического ретикулума), играет роль якорного трансмембранного участка. У вируса гриппа В 6-й сегмент имеет дополнительную рамку считывания длиной 100 а.о., кодирующую трансмембранный гликопротеид NB , обладающий функцией транспорта ионов.
Седьмой сегмент вируса гриппа A содержит 1027 н.о. Он кодирует белки M1 и М2 . Белок M1 кодируется полноразмерной колинеарной мРНК, комплементарной всей кодирующей части 7-го сегмента. Матричная РНК для белка М2 получается в результате сплайсинга , при котором вырезаются 689 н.о. Начальный участок сплайсированной мРНК включает рамку считывания 9-аминокислотного пептида, общего для М1 и М2. Начиная от места сплайсинга, аминокислотные последовательности не совпадают, поскольку трансляция идет со сдвигом рамки +1. Белок M1 имеет несколько гидрофобных участков. В вирионе он образует внутренний листок оболочки, подстилая липидный слой. Белок М2 образует тетрамер, в котором центральная трансмембранная часть формирует канал, служащий для транспорта ионов Н+ внутрь вирусной частицы, что является необходимым условием для отделения нуклеокапсида от белка M1 при проникновении вирусного генома в клетку. У вируса гриппа В эту функцию выполняет белок ВМ2 , сходный с белком М2 вируса гриппа A по функции и по общему характеру структуры. Он, однако, синтезируется не при трансляции сплайсированной мРНК, а за счет рибосомного сдвига (шифта). Инициирующий кодон для ВМ2 перекрывается с терминирующим кодоном для М1, и некоторые рибосомы начинают трансляцию ВМ2 сразу после терминации трансляции M1. У вируса гриппа С сплайсинг транскрипта 7-го сегмента имеет место, но, в отличие от вируса гриппа A, белок М1 получается при трансляции сплайсированной мРНК, а трансляция полноразмерного транскрипта дает аналог белка М2, который у вируса гриппа С называется СМ2 белком .
Восьмой сегмент, самый короткий (890 н.о. у вируса гриппа A), кодирует белки NS1 и NS2 . У всех вирусов гриппа (A, В и С) белок NS1 образуется в результате трансляции полноразмерной мРНК, не подвергнутой сплайсингу. Белок NS1 необходим вирусу для противодействия антивирусному эффекту ИФН и других ИЛ . Те молекулы мРНК, которые подвергаются сплайсингу , транслируются с образованием белка NS2, функция которого состоит в экспорте новосинтезированных нуклеокапсидов из клеточного ядра в цитоплазму. При сплайсинге у вируса гриппа A удаляется участок мРНК длиной 473 н.о. Белки NS1 и NS2 долгое время считались неструктурными (отсюда NS - от англ. non-structural), но сейчас известно, что в вирусной частице содержится несколько десятков молекул NS2. Поэтому в последнее время этот белок чаще называют NEP (от англ. nuclear export protein).
Смотрите также:
