わずか2つのタンパク質 たんぱくしつ 分子 ぶんし の複数 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 を示 しめ した図 ず
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、英 えい : viral protein )は、ウイルス の構成 こうせい 要素 ようそ であると同時 どうじ に生成 せいせい 物 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 に応 おう じてグループ化 か 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 、非 ひ 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] 。ウイルスは非 ひ 生物 せいぶつ であり、自力 じりき で繁殖 はんしょく する手段 しゅだん を持 も たず、代 か わりに、宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう の資源 しげん に依存 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 の多 おお くをコード化 か せず、代 か わりに宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう の機構 きこう を使 つか って複製 ふくせい に必要 ひつよう なウイルスタンパク質 たんぱくしつ を生成 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 の多 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。
ウイルスの遺伝 いでん 物質 ぶっしつ は、カプシドと呼 よ 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 の中 なか に格納 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 が宿主 しゅくしゅ の酵素 こうそ や他 た の種類 しゅるい の農薬 のうやく や疫病 えきびょう によって分解 ぶんかい されるのを防 ふせ ぐ「盾 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 に付着 ふちゃく させ、ビリオンが宿主 しゅくしゅ の細胞 さいぼう 膜 まく に侵入 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 の異 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 の多数 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 によってコード化 か 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 を使用 しよう して大 おお きなカプシドを作 つく ることができる[3] 。
複数 ふくすう のプロトマー (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 を形成 けいせい し、カプソメアが集 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、二 に 十 じゅう 面体 めんてい 、らせん状 じょう 、または複 ふく 合 ごう 型 がた カプシドのいずれかの形 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多 おお くのウイルスでは正 せい 二 に 十 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 で非 ひ 同一 どういつ のウイルスタンパク質 たんぱくしつ の単位 たんい は、正 せい 二 に 十 じゅう 面体 めんてい カプシドの20個 こ の同 おな じ三角形 さんかっけい の面 めん のそれぞれを構成 こうせい している[2] 。(上 うえ の模 も 式 しき 図 ず を参照 さんしょう )
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呼 よ ばれる膜 まく に包 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 と呼 よ ばれるプロセスを通 つう じて宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう から出 で て行 い くときに、宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう の細胞 さいぼう 膜 まく からカプシドによって得 え られる[4] 。ウイルスエンベロープは、ウイルス糖 とう タンパク質 たんぱくしつ を含 ふく む、ウイルスタンパク質 たんぱくしつ が埋 う め込 こ まれた脂質 ししつ 二 に 重層 じゅうそう で構成 こうせい されている[1] 。これらのウイルス糖 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 の膜 まく 上 じょう にある特定 とくてい の受容 じゅよう 体 たい や共 きょう 受容 じゅよう 体 たい と結合 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 に付着 ふちゃく することを可能 かのう にする[1] 。これらの糖 とう タンパク質 たんぱくしつ の中 なか には次 つぎ のようなものがある。
ウイルス糖 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 の融合 ゆうごう において重要 じゅうよう な役割 やくわり を果 は たす。ウイルス糖 とう タンパク質 たんぱくしつ が細胞 さいぼう の受容 じゅよう 体 たい に結合 けつごう すると、ウイルスと細胞 さいぼう の融合 ゆうごう が始 はじ まる[5] 。
ウイルス膜 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 膜 まく の融合 ゆうごう には、高 たか いエネルギーが必要 ひつよう である。ウイルス膜 まく 融合 ゆうごう タンパク質 たんぱくしつ は、この高 たか いエネルギーの壁 かべ を乗 の り越 こ えるための触媒 しょくばい として働 はたら く。ウイルス糖 とう タンパク質 たんぱくしつ が細胞 さいぼう 受容 じゅよう 体 たい に結合 けつごう すると、ウイルス膜 まく 融合 ゆうごう タンパク質 たんぱくしつ はコンフォメーション (立体 りったい 配 はい 座 ざ )の変化 へんか を受 う ける 。次 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上 じょう の融合 ゆうごう ループ(FL、fusion loop)や疎水 そすい 性 せい 融合 ゆうごう ペプチド (FP、fusion peptide)が細胞 さいぼう 膜 まく と相互 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 化 か と細胞 さいぼう 膜 まく との融合 ゆうごう を促進 そくしん する。ほとんどのウイルス膜 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 後 ご に、FL/FPと膜 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 の同 おな じ側 がわ にある、ヘアピン状 じょう の構造 こうぞう になる。
ウイルス糖 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 の立体 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 の構造 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。ウイルス膜 まく 融合 ゆうごう タンパク質 たんぱくしつ は、4つの異 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 的 てき な構造 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 後 ご 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 的 てき な三 さん 量 りょう 体 たい で構成 こうせい される明確 めいかく な中心 ちゅうしん コイルドコイル構造 こうぞう を持 も 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 の例 れい として、HIV糖 とう タンパク質 たんぱくしつ gp41が挙 あ げられる[6] 。
クラスII: タンパク質 たんぱくしつ が中心 ちゅうしん コイルドコイル構造 こうぞう を持 も たない。特徴 とくちょう 的 てき な伸長 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 を持 も ち、それがリフォールディングしてヘアピンの三 さん 量 りょう 体 からだ を形成 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 の例 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のウイルス膜 まく 融合 ゆうごう タンパク質 たんぱくしつ の特徴 とくちょう を組 く み合 あ 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 の例 れい としては、狂犬病 きょうけんびょう ウイルス糖 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 膜 まく 貫通 かんつう 型 がた (FAST)タンパク質 たんぱくしつ である。それらはヘアピン三 さん 量 りょう 体 たい やヘアピン構造 こうぞう 自体 じたい を形成 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 の中 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、非 ひ エンベロープ型 がた のレオウイルス科 か 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] 。
ウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ [ 編集 へんしゅう ]
ウイルスの非 ひ 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化 か 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 で発現 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 はビリオン内 ない では組 く み立 た てられていない[1] 。ウイルスが複製 ふくせい される際 さい に、いくつかのウイルス非 ひ 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 に影響 えいきょう を与 あた える重要 じゅうよう な機能 きのう を実行 じっこう する[1] 。同様 どうよう に、ウイルスの組 く み立 た て時 じ にも、これらのタンパク質 たんぱくしつ の一部 いちぶ は、組 く み立 た てプロセスに影響 えいきょう を与 あた える重要 じゅうよう な機能 きのう を実行 じっこう する[1] 。このようなウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ の機能 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 化 か などが挙 あ げられる[1] 。
ウイルス非 ひ 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 と相互 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 複 ふく 合体 がったい としても知 し られている[1] 。C型 がた 肝炎 かんえん ウイルス では、ウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ が細胞 さいぼう 小 しょう 胞膜 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 してレプリコンを組 く み立 た てる[1] 。ウイルス非 ひ 構造 こうぞう 体 たい 4b(NS4B (英語 えいご 版 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 膜 まく を変化 へんか させ、複製 ふくせい 複 ふく 合体 がったい の形成 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 版 ばん ) 、NS5B 、NS3 (英語 えいご 版 ばん ) などの他 ほか のウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ も複 ふく 合体 がったい に動員 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 に結合 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 に対 たい する宿主 しゅくしゅ の免疫 めんえき 応答 おうとう は、ウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ の免疫 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 の多 おお くの種 たね は、宿主 しゅくしゅ の免疫 めんえき 応答 おうとう を阻害 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 を可能 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 性 せい 免疫 めんえき メディエーター を阻害 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 性 せい 疾患 しっかん に対 たい する新 あたら しいバイオ医薬品 いやくひん の開発 かいはつ につながる可能 かのう 性 せい を秘 ひ めている[9] 。ウエストナイルウイルス のウイルス非 ひ 構造 こうぞう タンパク質 たんぱくしつ NS1は、補 ほ 体 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 と結合 けつごう することで補 ほ 体 たい の活性 かっせい 化 か を防 ふせ ぐ[1] 。その結果 けっか 、感染 かんせん 細胞 さいぼう に対 たい する補 ほ 体 たい 認識 にんしき が低下 ていか し、感染 かんせん 細胞 さいぼう は宿主 しゅくしゅ の免疫 めんえき 系 けい によって傷 きず つけられずに済 す む[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 には多 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 の転写 てんしゃ 率 りつ を含 ふく む、ウイルスゲノム内 ない のウイルス遺伝子 いでんし の発現 はつげん を制御 せいぎょ し、影響 えいきょう を及 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 の制御 せいぎょ やアポトーシス など、宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう の細胞 さいぼう 機能 きのう に影響 えいきょう を与 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 の転写 てんしゃ を促進 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 は宿主 しゅくしゅ 細胞 さいぼう の遺伝子 いでんし 転写 てんしゃ も促進 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 とも呼 よ 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 の種類 しゅるい の細胞 さいぼう でのみその機能 きのう を発揮 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 を維持 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 の助 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 性 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 版 ばん ) は、哺乳類 ほにゅうるい のゲノムに取 と り込 こ まれた内在 ないざい 性 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 の形態 けいたい 形成 けいせい における膜 まく 融合 ゆうごう を可能 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 ]
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