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ウイルスタンパク質たんぱくしつ

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わずか2つのタンパク質たんぱくしつ分子ぶんし複数ふくすうコピーを使用しようしてウイルスカプシドを構築こうちくする方法ほうほうしめした

ウイルスタンパク質たんぱくしつ(ウイルスタンパクしつ、えい: viral protein)は、ウイルス構成こうせい要素ようそであると同時どうじ生成せいせいぶつでもある。ウイルスタンパク質たんぱくしつは、その機能きのうおうじてグループされており、ウイルスタンパク質たんぱくしつのグループには、構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ制御せいぎょタンパク質たんぱくしつ、アクセサリータンパク質たんぱくしつがある[1]。ウイルスは生物せいぶつであり、自力じりき繁殖はんしょくする手段しゅだんたず、わりに、宿主しゅくしゅ細胞さいぼう資源しげん依存いぞんして繁殖はんしょくする。したがって、ウイルスはそれ自体じたいのウイルスタンパク質たんぱくしつおおくをコードせず、わりに宿主しゅくしゅ細胞さいぼう機構きこう使つかって複製ふくせい必要ひつようなウイルスタンパク質たんぱくしつ生成せいせいする[2]

ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ[編集へんしゅう]

ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつおおくは、ウイルスのカプシドとエンベロープを構成こうせいする成分せいぶんである。

カプシド[編集へんしゅう]

ウイルスの遺伝いでん物質ぶっしつは、カプシドとばれるウイルスのタンパク質たんぱくしつ構造こうぞうなか格納かくのうされている。カプシドは、ウイルスの核酸かくさん宿主しゅくしゅ酵素こうそ種類しゅるい農薬のうやく疫病えきびょうによって分解ぶんかいされるのをふせぐ「たて」である。また、これには、ビリオン(ウイルス粒子りゅうし)をその宿主しゅくしゅ付着ふちゃくさせ、ビリオンが宿主しゅくしゅ細胞さいぼうまく侵入しんにゅうさせる機能きのうもある。カプシドを構成こうせいするのは、複数ふくすうことなるウイルスタンパク質たんぱくしつ、または1つのウイルスタンパク質たんぱくしつ多数たすうのコピーである。これらのウイルスタンパク質たんぱくしつはそれぞれ、ウイルスゲノムの1つの遺伝子いでんしによってコードされている。カプシドの構造こうぞうにより、ウイルスは少数しょうすうのウイルス遺伝子いでんし使用しようしておおきなカプシドをつくることができる[3]

複数ふくすうプロトマー(オリゴマー(ウイルス)タンパク質たんぱくしつのサブユニット)が結合けつごうしてカプソメア形成けいせいし、カプソメアがあつまってカプシドを形成けいせいする[1]。カプソメアは、じゅう面体めんてい、らせんじょう、またはふくごうがたカプシドのいずれかのかたちにまとめられるが、単純たんじゅんヘルペスウイルスなどおおくのウイルスではせいじゅう面体めんていカプシドが形成けいせいされる[2]。3つの非対称ひたいしょう同一どういつのウイルスタンパク質たんぱくしつ単位たんいは、せいじゅう面体めんていカプシドの20おな三角形さんかっけいめんのそれぞれを構成こうせいしている[2]。(うえしき参照さんしょう

ウイルスエンベロープ[編集へんしゅう]

一部いちぶのウイルスのカプシドは、ウイルスエンベロープとばれるまくつつまれている。ほとんどの場合ばあい、ウイルスエンベロープは、ウイルスが出芽しゅつがばれるプロセスをつうじて宿主しゅくしゅ細胞さいぼうからくときに、宿主しゅくしゅ細胞さいぼう細胞さいぼうまくからカプシドによってられる[4]。ウイルスエンベロープは、ウイルスとうタンパク質たんぱくしつふくむ、ウイルスタンパク質たんぱくしつまれた脂質ししつ重層じゅうそう構成こうせいされている[1]。これらのウイルスとうタンパク質たんぱくしつは、宿主しゅくしゅ細胞さいぼうまくじょうにある特定とくてい受容じゅようたいきょう受容じゅようたい結合けつごうし、ウイルスが標的ひょうてきとなる宿主しゅくしゅ細胞さいぼう付着ふちゃくすることを可能かのうにする[1]。これらのとうタンパク質たんぱくしつなかにはつぎのようなものがある。

ウイルスとうタンパク質たんぱくしつは、ウイルスと細胞さいぼう融合ゆうごうにおいて重要じゅうよう役割やくわりたす。ウイルスとうタンパク質たんぱくしつ細胞さいぼう受容じゅようたい結合けつごうすると、ウイルスと細胞さいぼう融合ゆうごうはじまる[5]

ウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつ[編集へんしゅう]

ウイルスエンベロープと細胞さいぼうまく融合ゆうごうには、たかいエネルギーが必要ひつようである。ウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつは、このたかいエネルギーのかべえるための触媒しょくばいとしてはたらく。ウイルスとうタンパク質たんぱくしつ細胞さいぼう受容じゅようたい結合けつごうすると、ウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつコンフォメーション立体りったいはい)の変化へんかけるつぎに、このコンフォメーション変化へんかは、ウイルスエンベロープじょう融合ゆうごうループ(FL、fusion loop)や疎水そすいせい融合ゆうごうペプチド(FP、fusion peptide)が細胞さいぼうまく相互そうご作用さようすることにより、ウイルスエンベロープの不安定ふあんてい細胞さいぼうまくとの融合ゆうごう促進そくしんする。ほとんどのウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつは、融合ゆうごうに、FL/FPとまく貫通かんつうドメインがすべてタンパク質たんぱくしつおながわにある、ヘアピンじょう構造こうぞうになる。

ウイルスとうタンパク質たんぱくしつとその融合ゆうごう前後ぜんこう立体りったい構造こうぞうにより、さまざまな広範囲こうはんい構造こうぞうコンフォメーションが発見はっけんされている。ウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつは、4つのことなるクラスに分類ぶんるいされ、それぞれのクラスは特徴とくちょうてき構造こうぞうコンフォメーションによって識別しきべつされている。

  • クラスI: 融合ゆうごうのコンフォメーションは、αあるふぁ-ヘリカルヘアピンの特徴とくちょうてきさんりょうたい構成こうせいされる明確めいかく中心ちゅうしんコイルドコイル構造こうぞうっている。クラスIウイルス融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつれいとして、HIVとうタンパク質たんぱくしつgp41がげられる[6]
  • クラスII: タンパク質たんぱくしつ中心ちゅうしんコイルドコイル構造こうぞうたない。特徴とくちょうてき伸長しんちょうしたβべーたシートの外部がいぶドメイン構造こうぞうち、それがリフォールディングしてヘアピンのさんりょうからだ形成けいせいする。クラスIIウイルス融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつれいとして、デングウイルスEタンパク質たんぱくしつ、ウエストナイルウイルスEタンパク質たんぱくしつがある[5][6]
  • クラスIII: 構造こうぞうコンフォメーションは、クラスIおよびクラスIIのウイルスまく融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつ特徴とくちょうわせたものである。クラスIIIウイルス融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつれいとしては、狂犬病きょうけんびょうウイルスとうタンパク質たんぱくしつGがある[6]
  • クラスIV: クラスIVウイルス融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつは、融合ゆうごう関連かんれん小型こがたまく貫通かんつうがた(FAST)タンパク質たんぱくしつである。それらはヘアピンさんりょうたいやヘアピン構造こうぞう自体じたい形成けいせいせず、既知きちのウイルス融合ゆうごうタンパク質たんぱくしつなかでは最小さいしょうである。FASTタンパク質たんぱくしつは、エンベロープがたレオウイルスファミリーのウイルスのメンバーによってコードされている[6]

ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ[編集へんしゅう]

ウイルスの構造こうぞうタンパク質たんぱくしつは、ウイルスのゲノムによってコードされたタンパク質たんぱくしつであり、感染かんせんした細胞さいぼう発現はつげんする[1]。ただし、これらのタンパク質たんぱくしつはビリオンないではてられていない[1]。ウイルスが複製ふくせいされるさいに、いくつかのウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつは、複製ふくせいプロセス自体じたい影響えいきょうあたえる重要じゅうよう機能きのう実行じっこうする[1]同様どうように、ウイルスのにも、これらのタンパク質たんぱくしつ一部いちぶは、てプロセスに影響えいきょうあたえる重要じゅうよう機能きのう実行じっこうする[1]。このようなウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ機能きのうとしては、レプリコン形成けいせい免疫めんえき調節ちょうせつ、およびウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつをコードする遺伝子いでんしのトランス活性かっせいなどがげられる[1]

レプリコン形成けいせい[編集へんしゅう]

ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつは、宿主しゅくしゅ細胞さいぼうタンパク質たんぱくしつ相互そうご作用さようして、レプリコンを形成けいせいする。これは複製ふくせいふく合体がったいとしてもられている[1]Cがた肝炎かんえんウイルスでは、ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ細胞さいぼうしょうまく輸送ゆそうタンパク質たんぱくしつであるhVAP-33と相互そうご作用さようしてレプリコンをてる[1]。ウイルス構造こうぞうたい4b(NS4B英語えいごばんタンパク質たんぱくしつは、宿主しゅくしゅ細胞さいぼうまく変化へんかさせ、複製ふくせいふく合体がったい形成けいせいプロセスを開始かいしする[1][7]。また、NS5A英語えいごばんNS5BNS3英語えいごばんなどのほかのウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつふく合体がったい動員どういんされ、NS4Bはそれらと相互そうご作用さようしてウイルスRNA結合けつごうする[1][7]

免疫めんえき調節ちょうせつ[編集へんしゅう]

感染かんせん細胞さいぼうたいする宿主しゅくしゅ免疫めんえき応答おうとうは、ウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつ免疫めんえき調節ちょうせつ特性とくせいによって調整ちょうせいすることができる[1]巨大きょだいDNAウイルスおおくのたねは、宿主しゅくしゅ免疫めんえき応答おうとう阻害そがいするタンパク質たんぱくしつをコードしており、ウイルスの増殖ぞうしょく可能かのうにする[8]。このようなタンパク質たんぱくしつは、炎症えんしょうせい免疫めんえきメディエーター阻害そがいすることが証明しょうめいされているため、ヒトの炎症えんしょうせい疾患しっかんたいするあたらしいバイオ医薬品いやくひん開発かいはつにつながる可能かのうせいめている[9]ウエストナイルウイルスのウイルス構造こうぞうタンパク質たんぱくしつNS1は、たい制御せいぎょタンパク質たんぱくしつであるH因子いんし結合けつごうすることでたい活性かっせいふせ[1]。その結果けっか感染かんせん細胞さいぼうたいするたい認識にんしき低下ていかし、感染かんせん細胞さいぼう宿主しゅくしゅ免疫めんえきけいによってきずつけられずに[1][10]

ウイルス調節ちょうせつタンパク質たんぱくしつおよびアクセサリータンパク質たんぱくしつ[編集へんしゅう]

ウイルスの制御せいぎょタンパク質たんぱくしつやアクセサリータンパク質たんぱくしつにはおおくの機能きのうがある。これらのウイルスタンパク質たんぱくしつは、ウイルス構造こうぞう遺伝子いでんし転写てんしゃりつふくむ、ウイルスゲノムないのウイルス遺伝子いでんし発現はつげん制御せいぎょし、影響えいきょうおよぼす[1]。ウイルス制御せいぎょタンパク質たんぱくしつやアクセサリータンパク質たんぱくしつも、遺伝子いでんし制御せいぎょアポトーシスなど、宿主しゅくしゅ細胞さいぼう細胞さいぼう機能きのう影響えいきょうあたえ、調整ちょうせいする[1]

DNAウイルスやレトロウイルスでは、ウイルス制御せいぎょタンパク質たんぱくしつがウイルス遺伝子いでんし転写てんしゃ促進そくしんするのと同様どうように、これらのタンパク質たんぱくしつ宿主しゅくしゅ細胞さいぼう遺伝子いでんし転写てんしゃ促進そくしんすることができる[11]

ウイルスアクセサリータンパク質たんぱくしつは、補助ほじょタンパク質たんぱくしつともばれ、レトロウィルスのゲノムにコードされている[12]。ほとんどのウイルスアクセサリータンパク質たんぱくしつは、特定とくてい種類しゅるい細胞さいぼうでのみその機能きのう発揮はっきする[12]。また、それらはウイルスの複製ふくせいにはあまり影響えいきょうしない[12]。ただし、場合ばあいによっては、ウイルスの複製ふくせい維持いじするためには、ウイルスアクセサリータンパク質たんぱくしつたすけ(および機能きのう)が必要ひつようになることもある[12]

内在ないざいせいレトロウイルスタンパク質たんぱくしつ[編集へんしゅう]

シンシチン英語えいごばんは、哺乳類ほにゅうるいのゲノムにまれた内在ないざいせいレトロウイルスタンパク質たんぱくしつで、胎盤たいばん形態けいたい形成けいせいにおけるまく融合ゆうごう可能かのうにする[13]

参照さんしょう項目こうもく[編集へんしゅう]

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Uversky, Longhi, Vladmir, Sonia (2011). Flexible Viruses. Wiley. pp. 4. ISBN 9781118135549 
  2. ^ a b c Slonczewski, Foster, Joan, John (2013). Microbiology: An Evolving Science. Third Edition. W. W. Norton & Company. pp. 192–195. ISBN 978-0393123678 
  3. ^ Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (2000-01-01) (英語えいご). Molecular Cell Biology: Viruses: Structure, Function, and Uses. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21523/ 2016ねん4がつ9にち閲覧えつらん 
  4. ^ Pornillos, Owen; Garrus, Jennifer E; Sundquist, Wesley I (2002-12-01). “Mechanisms of enveloped RNA virus budding”. Trends in Cell Biology 12 (12): 569–579. doi:10.1016/S0962-8924(02)02402-9. PMID 12495845. 
  5. ^ a b White, Judith M.; Delos, Sue E.; Brecher, Matthew; Schornberg, Kathryn (2008-01-01). “Structures and Mechanisms of Viral Membrane Fusion Proteins”. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 43 (3): 189–219. doi:10.1080/10409230802058320. ISSN 1040-9238. PMC 2649671. PMID 18568847. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2649671/. 
  6. ^ a b c d Podbilewicz, Benjamin (2014). “Virus and Cell Fusion Mechanisms”. Annual Review of Cell and Developmental Biology 30 (1): 111–139. doi:10.1146/annurev-cellbio-101512-122422. PMID 25000995. 
  7. ^ a b Gouttenoire, Jérôme; Penin, François; Moradpour, Darius (2010-03-01). “Hepatitis C virus nonstructural protein 4B: a journey into unexplored territory”. Reviews in Medical Virology 20 (2): 117–129. doi:10.1002/rmv.640. ISSN 1099-1654. PMID 20069613. 
  8. ^ Engel, P; Angulo, A (2012). “Viral immunomodulatory proteins: usurping host genes as a survival strategy.”. Advances in Experimental Medicine and Biology 738: 256–278. doi:10.1007/978-1-4614-1680-7_15. ISBN 978-1-4614-1679-1. PMID 22399384. 
  9. ^ Lucas, A; McFadden, G (2004). “Secreted immunomodulatory viral proteins as novel biotherapeutics.”. J Immunol 173 (8): 4765–74. doi:10.4049/jimmunol.173.8.4765. PMID 15470015. 
  10. ^ Chung, Kyung Min; Liszewski, M. Kathryn; Nybakken, Grant; Davis, Alan E.; Townsend, R. Reid; Fremont, Daved H.; Atkinson, John P.; Diamond, Michael S. (2006-12-12). “West Nile virus nonstructural protein NS1 inhibits complement activation by binding the regulatory protein factor H”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103 (50): 19111–19116. doi:10.1073/pnas.0605668103. ISSN 0027-8424. PMC 1664712. PMID 17132743. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1664712/. 
  11. ^ Flint, Jane; Shenk, Thomas (1997). “Viral Transactivating Proteins”. Annual Review of Genetics 31 (1): 177–212. doi:10.1146/annurev.genet.31.1.177. PMID 9442894. 
  12. ^ a b c d Coffin, John M.; Hughes, Stephen H.; Varmus, Harold E. (1997-01-01) (英語えいご). Retroviruses: Accessory Proteins and Assembly. Cold Spring Harbor Laboratory Press. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK19407/ 2016ねん4がつ13にち閲覧えつらん 
  13. ^ Mi S, Lee X, Li X, Veldman GM, Finnerty H, Racie L, LaVallie E, Tang XY, Edouard P, Howes S, Keith JC Jr, McCoy JM (2000). “Syncytin is a captive retroviral envelope protein involved in human placental morphogenesis”. Nature 403 (6771): 785–9. Bibcode2000Natur.403..785M. doi:10.1038/35001608. PMID 10693809. 

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]