SARSr-CoV
SARSr-CoV A pásztázó elektronmikroszkóppal látható SARS-CoV vírus virionok . Súlyos akut légzőszervi szindróma Koronavírus ( SARSr-CoV )SARSr koronavírus ( rövidítése a súlyos akut légúti szindróma-rokon koronavírus ) az a hivatalos tudományos nevét a faj a coronavírus okozza súlyos akut légúti szindrómák , mint a SARS 2003 vagy Covid-19 . A koronavírus különböző változatai embereket, denevéreket és más emlősöket fertőznek meg . Ez egy burkolt, pozitív érzékű egyszálú RNS vírus, amely az ACE2 receptorhoz kötődve kerül be gazdasejtjébe . A Betacoronavirus és a Sarbecovirus nemzetség tagja , eltér a MERS-t okozó koronavírusétól .
Két törzsek SARSr koronavírus okoztak kitörésének súlyos légúti betegség emberben: SARS koronavírus , ami miatt kitörését a súlyos akut légúti szindróma (SARS) 2002 és 2003 között, és a SARS koronavírus-2 , amelyek vége óta 2019 okozott a járvány a betegség koronavírus 2019 (Covid-19). Vannak száz más törzsek SARSr koronavírus, amelyekről ismert, hogy megfertőzi csak nem emberi faj: a denevérek jelentős víztározó többféle törzsek SARSr koronavírus és több törzs azonosították őket. Tenyér civets , melyek a a SARS-CoV valószínű ősei.
A SARSr-CoV egyike volt azon számos vírusfajnak, amelyeket az Egészségügyi Világszervezet (WHO) 2016-ban a jövőbeni járványkitörés valószínű okaként azonosított egy új, az ebola-járvány kitörése után kidolgozott új tervben, valamint a szűrővizsgálatok , vakcinák és gyógyszerek . A jóslat a Covid-19 járvánnyal vált valóra .
A súlyos akut légúti szindróma-rokon koronavírus virális faj egy tagja a nemzetség Betacoronavirus és alnemzetségébe Sarbecovirus (B alcsoportba) a családban Coronaviridae , és az alcsalád Orthocoronavirinae . Sarbecoviruses eltérően embecoviruses vagy alphacoronaviruses , csak egy papain- mint proteináz (PLpro) kettő helyett az ORF1 nyitott leolvasási keretet. A SARSr-CoV-t a béta-koronavírusok korai elválasztásának határozták meg a csoporttal közös konzervált domének alapján.
A denevérek a SARSr-CoV legfőbb tározói. A vírus hosszú idő alatt együtt fejlődött a denevérek gazdatározójában. A SARSr-CoV törzsek csak a közelmúltban fejlődtek emberré, mint a SARS-CoV és a SARS-CoV-2 törzsek . Ez az egyetlen ősből származó két törzs külön-külön átjut az embereken: A SARS-CoV-2 nem a SARS-CoV közvetlen leszármazottja.
A SARSr-CoV egy pozitív polaritású burkolt egyszálú RNS vírus . Genomja kb. 30 kb , az egyik legnagyobb az RNS vírusok között. 14 nyitott olvasási kerete van (ORF), amelyek némelyike átfedésben van. A genom egy sapkát annak 5 „végén , és egy poliadenilezett farok a 3” végén. Vannak 265 nukleotid az 5 'UTR és 342 nukleotid a 3'UTR .
A poliadenilezett sapka és farok lehetővé teszi az RNS genom közvetlen transzlálását a gazdasejt riboszómájában . A SARSr-CoV hasonlít más koronavírusokhoz, mivel genomiális expressziója két nagy ORF, az 1a és az 1b gazdasejt riboszómáinak transzlációjával kezdődik, amelyek mind poliproteineket termelnek .
A SARS-CoV genomfehérjék működése (orf1a-orf9b) | |
---|---|
Fehérje | Funkció |
orf1a, orf1b |
Poliprotein replikáz / transzkriptáz (pp1ab) ( nem strukturális fehérjék ) |
orf2 |
Spike (S) fehérje, víruskötés és belépés ( strukturális fehérje ) |
orf3a | Kölcsönhatásba lép az S, E, M strukturális fehérjékkel; Ioncsatorna aktivitás ; Szabályozza a citokinek és kemokinek, például az IL-8 és a RANTES növekedését ; Felszabályozza az NF-κB-t és a JNK-t; Indukál apoptózist és sejtciklus leállítását , via kaszpáz-8 és -9 , és Bax , p53 és a p38 ( MAP kináz ) |
orf3b | Szabályozza az növeli a citokinek és kemokinek által RUNX1b ; Blokkolja az I. típusú interferon termelését és jelátvitelét ; Apoptózist és sejtciklus leállást vált ki; |
orf4 | Borítékfehérje (E), vírusösszetétel és rügyképződés ( strukturális fehérje ) |
orf5 | Membránfehérje (M), vírusösszetétel és rügyképződés ( strukturális fehérje ) |
orf6 | Javítja a sejt DNS szintézisét; Gátolja az I. típusú interferon termelését és jelátvitelét |
orf7a | Gátolja a sejtfehérjék szintézisét; Gyulladásos választ vált ki az NF-kappaB és az IL-8 promoter által ; Növeli a kemokineket, mint például az IL-8 és a RANTES; Felszabályozza a JNK, p38 MAP kinázt; Apoptózist és sejtciklus leállást vált ki |
orf7b | Ismeretlen |
orf8a | A mitokondriumokon keresztül apoptózist vált ki |
orf8b | Javítja a sejtek DNS-szintézisét |
orf9a | Magfehérje (N), vírusos RNS-csomagolás ( strukturális fehérje ) |
orf9b | Apoptózist vált ki |
Számos vírusfehérje funkciója ismert. Az 1a és 1b ORF-ek a replikázt / transzkriptázt, a 2-es, 4-es, 5-ös és 9a-os ORF-ek a négy fő szerkezeti fehérjét kódolják: tüske , burok, membrán és nukleokapszid . A legújabb ORF-ek nyolc egyedi fehérjét (orf3a-tól orf9b-ig) is kódolnak, melyeket kiegészítő fehérjékként ismernek, ismert párjaik nélkül. A kiegészítő fehérjék különböző funkcióit nem ismerjük jól.
A SARSr-CoV morfológiája a koronavírusok egészére jellemző. A virionok nagy gömb alakú részecskék, amelyek hagymás felületi vetületekkel pleomorfak , peplomerek, amelyek gyűrűt képeznek a részecskék körül az elektronmikroszkópos felvételeken. Ez a korona megjelenés megadta a koronavírusok nevét. A vírusrészecskék mérete 80 és 90 nm között van .
A vírusburok egy két lipid rétegből áll, ahol a membrán (M), a burok (E) és a hegy (S, Spike ) fehérjék horgonyoznak. Az S-fehérjét peplomernek vagy spicularis fehérjének is nevezik. A kölcsönhatás a protein-S a celluláris receptorhoz kulcsfontosságú annak megállapításához, a szöveti tropizmus , a fertőzőképesség és a fajok köre a vírus; ezért fontos kulcs az emberi fajhoz való alkalmazkodáshoz.
A burok belsejében található a nukleokapszid , amely az N fehérje többszörös másolatából áll, az RNS genomjához kapcsolódva, folyamatos „gyöngy a láncon” konformációban. A kétrétegű lipid burok , a membránfehérjék és a nukleokapszid megvédi a vírust, ha az a gazdán kívül van. Ezek a védelmi eszközök érzékenyek a mosószerekre , a szappanra és az alkoholra .
A SARSr-CoV az összes koronavírusra jellemző replikációs stratégiát követi.
A SARSr-CoV virionnak a gazdasejthez való kötődését az S fehérje és receptora határozza meg. A receptor-kötő domén (RBD) receptor-kötő domén felismeri az angiotenzin-konvertáló enzim 2-receptor ( ACE2 ) és kötődik ahhoz . A kötődés után a vírus két különböző úton juthat be a gazdasejtbe, attól függően, hogy a receptorhoz kapcsolt Spike fehérje hasításához és aktiválásához rendelkezésre álló gazdasejt- proteáz miért áll rendelkezésre .
Az első út, amellyel a vírus bejuthat a gazdasejtbe, az endocitózis és az endoszómába történő felvétel útja . A receptorhoz kötődő S fehérjét ezután a katepszin L , egy cisztein proteáz aktiválja , amely a gazda hidrogénpotenciáljától függ . A receptorhoz kötődő S-fehérje aktiválása megváltoztatja a vírusburok konformációját és fúzióját az endoszómális falral.
Alternatív megoldásként a vírus közvetlenül bejuthat a gazdasejtbe a receptorhoz csatolt S fehérje proteolitikus hasításával a TMPRSS2 vagy TMPRSS11D gazda szerin proteázok révén .
Fúzió után a nukleokapszid átjut a citoplazmába , ahol a vírusgenom felszabadul. A genom hírvivő RNS-ként működik , amelynek riboszómája az ORF1a / ORF1b nyitott leolvasási keretnek megfelelő kétharmadot lefordítja két nagy, egymást átfedő poliproteinné, pp1a és pp1ab.
A legnagyobb poliprotein, a pp1ab, egy -1 olvasási kereteltolás eredménye, amelyet csúszós szekvencia (UUUAAAC) és egy pszeudoknot RNS okoz, az ORF1a nyitott leolvasási keret után. Az olvasott fáziseltolás lehetővé teszi az ORF1a, majd az ORF1b folyamatos fordítását.
A poliproteinek tartalmazzák saját proteázaikat , a PLpro-t és a 3CLpro-t , amelyek különböző specifikus helyeken hasítják a poliproteineket. A pp1ab poliprotein hasítása 16 nem strukturális fehérjét eredményez (nsp1-nsp16). Ezek a fehérjék különféle replikációs fehérjéket tartalmaznak, például RNS-függő RNS-polimerázt (RdRp), RNS- helikázt és exoribonukleázot (ExoN).
Számos nem strukturális replikációs fehérje fuzionálva multi-protein replikáz-transzkriptáz komplexet ( Replicase-Transcriptase Complex , RTC) képez . A fő replikáz-transzkriptáz fehérje az RNS-függő RNS-polimeráz (RdRp). Közvetlenül részt vesz az RNS szálából származó RNS replikációjában és transzkripciójában . A komplexben lévő többi nem strukturális fehérje segíti a replikáció és a transzkripció folyamatát.
Az nsp14 fehérje egy 3'-5 'exoribonukleáz, amely további hűséget biztosít a replikációs folyamathoz. Az exoribonukleáz visszajátszási funkciót biztosít az RdRp-től hiányzó komplex számára. Hasonlóképpen, az nsp7 és nsp8 fehérjék egy hexadecamer RNS "csúszó bilincset" alkotnak, amely a komplexum részét képezi, ami jelentősen növeli az RdRp processzivitását . A koronavírusok fokozott hűséget és folyamatosságot igényelnek az RNS-szintézis során, mivel genomjuk más RNS-vírusokhoz képest nagy méretű.
Az RTC komplexum egyik fő funkciója a vírusgenom átírása. Az RdRp közvetlenül részt vesz a negatív szensz szubgenomikus RNS- molekulák pozitív szensz genomikus RNS- ből történő szintézisében . Ezt követi ezeknek a negatív szenzusú szubgenomikus RNS molekuláknak a megfelelő pozitív szenzor mRNS- ekbe való átírása .
Az RTC komplex másik fontos funkciója a vírusgenom replikálása. Az RdRp közvetlenül részt vesz a negatív szensz genom RNS pozitív érzék genom RNS-ből történő szintézisében . Ezt követi a pozitív sense genomi RNS replikációja a negatív sense genomi RNS-ből.
A replikált pozitív értelemben vett genomi RNS az utódvírusok genomjává válik. A különböző kis mRNS-ek a genom utolsó harmadának átiratai, amelyek az ORF1a és ORF1b olvasási kereteket követik. Ezeket az mRNS-eket négy strukturális fehérjévé (S, E, M és N) transzlálják, amelyek az utód virionok részét képezik, valamint nyolc további kiegészítő fehérjévé (orf3-tól orf9b-ig).
Az RNS transzlációja az endoplazmatikus retikulumon belül történik . Az S, E és M vírusszerkezeti fehérjék a szekréciós úton haladnak a Golgi köztes rekeszben . Ott M-fehérjék irányítják a vírus összeépítéséhez szükséges fehérje-fehérje kölcsönhatások nagy részét a nukleokapszidhoz való kötődést követően.
A virionok exocitózis útján szabadulnak fel a gazdasejtből a szekréciós vezikulákon keresztül.
„Különösen a patkós denevérekről derült ki, hogy a SARS-szerű CoV-k tározói, míg a tenyér-cibet macskák a SARS-CoV-k közbenső gazdájának számítanak [43,44,45]. "
„2. ábra: Koronavírusok RNS-függő RNS-polimerázainak (Pol) filogenetikai vizsgálata teljes genomszekvenciával. A fát a szomszédos csatlakozási módszerrel állítottuk össze, és Breda vírus poliprotein felhasználásával gyökereztünk. "
"Lásd az 1. ábrát."
"Lásd az 1. ábrát."
„Ezenkívül a teljes genomszekvenciát és a proteomikus megközelítést egyaránt alkalmazó filogenetikai elemzés azt a következtetést vonta le, hogy a SARSr-CoV valószínűleg korai elszakadás a Betacoronavirus vonalától [1]; Lásd a 2. ábrát. ”
„A Betacoronaviruses-b ősök, vagyis a SARSr-CoVs ősök történelmileg a Rhinolophidae és Hipposideridae közös őse birtokában voltak, és később önállóan fejlődhettek a Rhinolophidae és Hipposideridae betacoronavírusok felé vezető vonalakban. "
„A SARS-CoV genom ~ 29,7 kb hosszú és 14 nyitott leolvasási keretet (ORF) tartalmaz, amelyeket a 265 és 342 nukleotid 5 'és 3'-nem transzlált régiói szegélyeznek (1. ábra). "
"Lásd az 1. táblázatot."
"Lásd az 1. táblázatot."
"Lásd az 1. ábrát."
"A virionok a ciszternákba bugyolálva szereztek burkot, és többnyire gömb alakú, néha pleomorf részecskéket képeztek, amelyek átmérője átlagosan 78 nm volt (1A. Ábra)"
„Mindazonáltal az S-fehérje és a receptor közötti kölcsönhatás továbbra is a koronavírus gazdasejt-tartományának és a szöveti tropizmusnak az elsődleges, ha nem egyedüli meghatározója. "
"A különböző gazdaszervezetekből izolált különböző SARS-CoV törzsek az emberi ACE2 iránti kötődési affinitásukban és következésképpen az emberi sejtek fertőzőképességében különböznek (76,78) (6b. Ábra)
„Lásd: Virion felépítése. "
„Lásd a 4c. Ábrát. "
"Lásd a 10. ábrát."
"Lásd: Koronavírus életciklusa - Melléklet és belépés" szakasz
"Lásd a 2. ábrát"
"A SARS-CoV két sejtes proteolitikus rendszert képes eltéríteni, hogy biztosítsa az S-fehérje megfelelő feldolgozását. A SARS-S hasítását megkönnyítheti a katepszin L, egy pH-függő endo- / lizoszomális gazdasejt proteáz, a virionok célsejt endoszómákba történő felvétele után (25). Alternatív megoldásként a II. Típusú transzmembrán szerin proteázok (TTSP), a TMPRSS2 és a HAT aktiválhatják a SARS-S-t, feltehetően a SARS-S hasításával a sejt felszínén vagy annak közelében, és a SARS-S TMPRSS2 általi aktiválása lehetővé teszi a katepszin L-től független sejtes bejegyzés (26, –28). "
„S-t más gazda proteázok aktiválják és hasítják az S1 és S2 alegységekbe, például a transzmembrán proteáz szerin 2 (TMPRSS2) és a TMPRSS11D, amelyek lehetővé teszik a sejtfelszíni nem endoszomális vírus bejutását a plazmamembránba. "
"Lásd a 8. ábrát."
"Lásd a következő részt: Replikáz fehérje expresszió"
"Lásd a 2. táblázatot."
„Végül ezek az eredmények, a korábbi munkák eredményeivel kombinálva (33, 44) arra utalnak, hogy az CoV-k legalább három hűségben szerepet játszó fehérjét kódolnak (nsp12-RdRp, nsp14-ExoN és nsp10), támogatva egy multiprotein replikáz- hűségkomplexum, az előzőekben leírtak szerint (38) »
"Lásd: Corona életciklus - replikáció és átírás szakasz"
"Lásd az 1. ábrát."
"Lásd: A koronavírus életciklusa - összeszerelés és elengedés" szakasz