病毒附着蛋白与细胞嗜性
感染始于病毒附着到宿主细胞,这一步骤由病毒颗粒表面的病毒附着蛋白介导,这些蛋白识别细胞上的特定分子。附着蛋白与其受体之间的匹配是决定嗜性(即病毒可以感染哪些细胞、组织和宿主物种)的主要因素,这使得病毒体表面蛋白对其结构和生物学都至关重要。
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Definition
病毒附着蛋白是病毒体表面的蛋白,它们结合宿主细胞受体以启动感染;细胞嗜性是病毒能够有效感染的细胞、组织和宿主的范围,这在很大程度上由附着-受体特异性决定。
Scope
本条目涵盖介导附着的病毒表面蛋白(非包膜病毒的衣壳蛋白和包膜病毒的包膜糖蛋白)、细胞受体的概念、附着-受体特异性如何影响细胞和宿主嗜性,以及附着蛋白的变化如何改变嗜性。它是一个结构和概念性参考,不提供临床指导。
Core questions
- 哪些病毒结构介导与宿主细胞的附着?
- 什么是细胞受体,特异性是如何产生的?
- 附着-受体匹配如何决定嗜性?
- 包膜病毒和非包膜病毒的嗜性为何不同?
- 附着蛋白的变化如何改变宿主范围或组织嗜性?
Key concepts
- 病毒附着蛋白(抗受体)
- 细胞受体和共受体
- 受体结合特异性
- 细胞嗜性
- 组织和宿主范围嗜性
- 包膜糖蛋白与衣壳附着位点
- 通过受体使用改变引起的嗜性转变
Key theories
- 受体特异性作为嗜性的决定因素
- 病毒附着蛋白与宿主受体之间的匹配决定了病毒可以进入哪些细胞,因此受体分布和结合特异性是细胞和宿主嗜性的主要决定因素。
- 细胞识别的进化可塑性
- Baranowski、Ruiz-Jarabo和Domingo认为,病毒可以进化出改变的受体使用方式,因此附着特异性和嗜性并非固定不变,而是可以转变的,有时能够扩大宿主范围。
Mechanisms
病毒体在其表面呈现附着蛋白——非包膜病毒衣壳上的暴露环或位点,或包膜病毒包膜上的糖蛋白突起——这些蛋白结合宿主细胞表面上的特定分子(受体,有时是共受体)。由于有效进入需要这种分子识别,病毒能够感染的细胞主要是那些显示匹配受体的细胞,这决定了其细胞和组织嗜性,以及跨物种的宿主范围。改变附着蛋白结合特异性的突变可以将病毒重定向到新的受体,从而改变嗜性,这一过程与适应和宿主范围扩展有关。
Clinical relevance
附着蛋白及其受体定义了病毒靶向的组织,并且是中和抗体和进入抑制剂研究的常见主题,这使得它们成为疫苗和抗病毒科学的相关背景知识。本条目将附着和嗜性描述为结构和生物学概念以供参考;它不提供诊断或治疗建议。
History
病毒结合特定细胞表面受体的认识是通过20世纪病毒附着研究发展起来的,到20世纪末和21世纪初,特定受体的鉴定和附着蛋白的结构研究阐明了特异性是如何产生的。Marsh和Helenius的综述综合了进入过程,而Baranowski、Ruiz-Jarabo和Domingo则强调了细胞识别的进化可塑性。
Key figures
- Ari Helenius
- Mark Marsh
- Esteban Domingo
- Stephen Harrison
Related topics
Seminal works
- marsh-helenius-2006
- baranowski-2001
Frequently asked questions
- 什么决定了病毒可以感染哪些细胞?
- 一个主要决定因素是细胞是否显示病毒附着蛋白识别的受体;缺乏兼容受体的细胞通常不会被有效感染,因此受体分布决定了细胞和组织嗜性。
- 病毒能否改变其感染的细胞或宿主?
- 是的。改变病毒附着蛋白结合特异性的突变可以使病毒使用不同的受体,可能改变其组织嗜性或扩大其宿主范围;这种变化是病毒适应方式的一部分。