پروتئینهای اتصال ویروسی و تروپیسم سلولی
عفونت زمانی آغاز میشود که یک ویروس به سلول میزبان متصل میشود؛ این مرحله توسط پروتئینهای اتصال ویروسی روی سطح ذره ویروس که مولکولهای خاصی را روی سلول شناسایی میکنند، واسطه میشود. تطابق بین یک پروتئین اتصال و گیرنده آن، تعیینکننده اصلی تروپیسم است – یعنی اینکه ویروس میتواند کدام سلولها، بافتها و گونههای میزبان را آلوده کند – که پروتئینهای سطحی ویریون را هم برای ساختار و هم برای زیستشناسی آن محوری میسازد.
Definition
پروتئینهای اتصال ویروسی، پروتئینهای سطحی ویریون هستند که برای آغاز عفونت به گیرندههای سلول میزبان متصل میشوند؛ تروپیسم سلولی، دامنه سلولها، بافتها و میزبانهایی است که یک ویروس میتواند به طور مولد آلوده کند، که تا حد زیادی توسط اختصاصیت اتصال-گیرنده تعیین میشود.
Scope
این مدخل پروتئینهای سطحی ویروسی را که واسطه اتصال هستند (پروتئینهای کپسید ویروسهای بدون پوشش و گلیکوپروتئینهای پوششی ویروسهای پوششدار)، مفهوم گیرنده سلولی، چگونگی شکلگیری اختصاصیت اتصال-گیرنده در تروپیسم سلولی و میزبان، و چگونگی تغییر تروپیسم توسط تغییرات در پروتئینهای اتصال را پوشش میدهد. این یک مرجع ساختاری و مفهومی است و راهنمایی بالینی ارائه نمیدهد.
Core questions
- کدام ساختارهای ویروسی واسطه اتصال به سلولهای میزبان هستند؟
- گیرنده سلولی چیست و اختصاصیت چگونه ایجاد میشود؟
- تطابق اتصال-گیرنده چگونه تروپیسم را تعیین میکند؟
- چرا تروپیسم بین ویروسهای پوششدار و بدون پوشش متفاوت است؟
- تغییرات در پروتئینهای اتصال چگونه میتواند دامنه میزبانی یا تروپیسم بافتی را تغییر دهد؟
Key concepts
- پروتئین اتصال ویروسی (آنتیرسپتور)
- گیرنده سلولی و گیرنده کمکی
- اختصاصیت اتصال به گیرنده
- تروپیسم سلولی
- تروپیسم بافتی و دامنه میزبانی
- گلیکوپروتئین پوششی در مقابل جایگاه اتصال کپسید
- تغییر تروپیسم از طریق تغییر در استفاده از گیرنده
Key theories
- اختصاصیت گیرنده به عنوان تعیینکننده تروپیسم
- تطابق بین یک پروتئین اتصال ویروسی و یک گیرنده میزبان، تعیین میکند که ویروس میتواند وارد کدام سلولها شود، بنابراین توزیع گیرنده و اختصاصیت اتصال، تعیینکنندههای اصلی تروپیسم سلولی و میزبانی هستند.
- انعطافپذیری تکاملی شناسایی سلولی
- بارانوفسکی، رویز-خارابو و دومینگو استدلال کردند که ویروسها میتوانند استفاده از گیرنده تغییریافته را تکامل دهند، بنابراین اختصاصیت اتصال و تروپیسم ثابت نیستند بلکه میتوانند تغییر کنند، که گاهی اوقات امکان گسترش دامنه میزبانی را فراهم میکند.
Mechanisms
یک ویریون پروتئینهای اتصال را روی سطح خود ارائه میدهد – حلقهها یا جایگاههای آشکار روی کپسید ویروسهای بدون پوشش، یا اسپایکهای گلیکوپروتئینی روی پوشش ویروسهای پوششدار – که به مولکولهای خاص (گیرندهها و گاهی اوقات گیرندههای کمکی) روی سطح سلول میزبان متصل میشوند. از آنجا که ورود مولد نیازمند این شناسایی مولکولی است، سلولهایی که یک ویروس میتواند آلوده کند، عمدتاً آنهایی هستند که گیرنده تطابقیافته را نمایش میدهند، که تروپیسم سلولی و بافتی آن و در بین گونهها، دامنه میزبانی آن را تعیین میکند. جهشهایی که اختصاصیت اتصال پروتئین اتصال را تغییر میدهند، میتوانند ویروس را به گیرندههای جدید هدایت کرده و در نتیجه تروپیسم را تغییر دهند، فرآیندی که در سازگاری و گسترش دامنه میزبانی نقش دارد.
Clinical relevance
پروتئینهای اتصال و گیرندههای آنها تعیین میکنند که یک ویروس کدام بافتها را هدف قرار میدهد و موضوعات رایج تحقیقات آنتیبادیهای خنثیکننده و مهارکنندههای ورود هستند، که آنها را به پیشزمینهای مرتبط برای علم واکسن و ضدویروس تبدیل میکند. این مدخل اتصال و تروپیسم را به عنوان مفاهیم ساختاری و بیولوژیکی برای مرجع توصیف میکند؛ توصیههای تشخیصی یا درمانی ارائه نمیدهد.
History
شناسایی اینکه ویروسها به گیرندههای خاص سطح سلولی متصل میشوند، از طریق مطالعات قرن بیستم در مورد اتصال ویروسی توسعه یافت، و در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست و یکم، شناسایی گیرندههای خاص و مطالعه ساختاری پروتئینهای اتصال، چگونگی بروز اختصاصیت را روشن کرد. بررسیهای مارش و هلنیوس فرآیند ورود را سنتز کردند، در حالی که بارانوفسکی، رویز-خارابو و دومینگو انعطافپذیری تکاملی شناسایی سلولی را برجسته کردند.
Key figures
- Ari Helenius
- Mark Marsh
- Esteban Domingo
- Stephen Harrison
Related topics
Seminal works
- marsh-helenius-2006
- baranowski-2001
Frequently asked questions
- چه چیزی تعیین میکند که یک ویروس میتواند کدام سلولها را آلوده کند؟
- یک عامل تعیینکننده اصلی این است که آیا یک سلول گیرندهای را نمایش میدهد که پروتئین اتصال ویروس آن را شناسایی میکند؛ سلولهایی که فاقد گیرنده سازگار هستند، معمولاً به طور مولد آلوده نمیشوند، بنابراین توزیع گیرنده، تروپیسم سلولی و بافتی را شکل میدهد.
- آیا یک ویروس میتواند سلولها یا میزبانهایی را که آلوده میکند، تغییر دهد؟
- بله. جهشهایی که اختصاصیت اتصال یک پروتئین اتصال ویروسی را تغییر میدهند، میتوانند به ویروس اجازه دهند از گیرندههای متفاوتی استفاده کند، که به طور بالقوه تروپیسم بافتی آن را تغییر داده یا دامنه میزبانی آن را گسترش میدهد؛ چنین تغییراتی بخشی از نحوه سازگاری ویروسها است.