Main Page

Struktura virusne ovojnice

Genom v sredini herpesvirusa neposredno obdaja kapsida. To je beljakovinski ikozaedrični ovoj premera približno 116 nm, zgrajen iz 162 ikozamer. Vsaka ima premer 15 nm in je dolga 20 nm. Po sredini ikozamere poteka 3 nm širok kanalček. Pri virusih herpesa simpleksa k stabilizaciji kapside pripomorejo strukturni elementi, imenovan proteini tripleks (VP19C in VP23). Kapsido stabilizira tridelna struktura iz ene molekule proteina VP19C in dveh molekul VP23, ki interagira s proteini VP5. Sicer je kapsida sestavljena iz večih kapsidnih proteinov tipa B (v celicah, okuženih s herpesvirusi obstajajo še kapsidni proteini tipa A in C, ki pa so manj raziskani). V skupino kapsidnih proteinov tipa B, ki sestavljajo kapsido, spadajo MCP (»major capsid proteins« ali glavni kapsidni proteini), mCP (»minor capsid proteins«), mCP BP (mCP vezavni proteini) in SCP (najmanjši kapsidni proteini), ki katalizirajo proces sestavljanja virusne ovojnice. Okoli kapside je nameščen tegument. O njegovi funkciji ni veliko znanega, vemo pa, da je to beljakovinski plašč iz 5 vrst proteinov: HMWP (protein z veliko molekulsko maso), HMWP vezavni protein, osnovni fosfoprotein, ki aktivira transkripcijo HMWP ter zgornji in spodnji matriksni protein. Zunanja lipidna ovojnica, izvira iz membrane Golgijevega aparata okužene celice. Vsebuje virusne glikoproteine, ki so oblikovani v 8-10 nm dolge bodice in štrlijo iz ovojnice navzven in vsaj 8 tipov različnih proteinov. Številni od teh proteinov imajo pomembno funkcijo pri vstopu virusa v celico. Velik delež genov za beljakovine, ki sestavljajo virusno ovojnico, je zapisan v virusnem genomu. Premer celotne ovojnice je pribl. 230 nm.

Sestavljanje virusne ovojnice in pakiranje DNA vanjo

Nukleinske kisline se pri herpesvirusih spakirajo v že oblikovano kapsido, ki pa se nato obda s tegumentnimi proteini in glikolipidno ovojnico. Sestavljanje kapside je faza replikacije virusa, ki sledi prepisu poznih genov in sintezi gradnikov ovojnice (predvsem proteinov). Začne se s transportom gradnikov kapside iz citoplazme, kjer se sintetizirajo, v jedro gostiteljske celice, kjer sestavljanje poteka. Trije od proteinov, ki sestavljajo kapsido, so dovolj majhni, da vstopijo skozi jedrne pore, eden (MCP), ki pa mu med drugim manjka tudi jedrni lokalizacijski signal, pa je večji in se mora povezati s pAP (»assembly protein precursor«), ki usmerja v jedro. Tu obstajata dve teoriji transporta MCP v jedro: 1) en MCP se prenese v jedro, povezan z enim pAP in 2) MPC in pAP se povežeta v oligomere, imenovane protokapsomeri in se v jedro preneseta v taki obliki. Tam nato poteče povezovanje heterodimerov iz MCP in pAP oz. protokapsomerov s tripleks proteini. Sledi zorenje kapside (proteaze cepijo pre-B-kapsidne proteine v B-kapsidne proteine). in pakiranje DNA vanjo v jedru gostiteljske celice. Pakiranje poteka s pomočjo encima, ki stimulira terminacijo replikacije. Nato pa te skupaj s sestavinami tegumenta izstopijo iz jedra. Zreli virusi potujejo proti celični membrani skozi Golgijev aparat, kjer pridobijo ovojnico, nato pa zapustijo celico z eksocitozo.

Okužbeni cikel

Okužbeni cikel se začne z invazijo celice, ki poteka tako, da se virusna ovojnica zlije s celično membrano. Pri zlitju sodelujejo glikoproteini v virusni ovojnici. Zlivanje lahko razdelimo na tri faze. V fazi I se celična membrana in virusna ovojnica približata na zelo kratko razdaljo tako, da se glikoprotein na površini ovojnice veže na celični membranski receptor, v fazi II se komponente membrane in ovojnice začnejo mešati, prav tako pa se oblikuje hemifuzijska vmesna pora, ki je predhodno stanje fuzijske pore. V fazi III se dokončno oblikuje stabilna fuzijska pora s sodelovanjem petih vrst glikoproteinov (D, C, kompleks glikoproteinov L in H ter B). V nadaljevanju se potem ta fuzijska pora še širi. Prisotnost vseh omenjenih glikoproteinov razen C je nujna, brez njih virus ni invaziven. Glikoproteini D, H in L imajo glavno vlogo v fazi II, B pa stimulira popolno fuzijo membrane in ovojnice ter dokončno oblikovanje fuzijske pore. Prisotnost glikoproteinov C poveča učinkovitost zlivanja, saj ti sodelujejo v prvem stiku med ovojnico in membrano. Povežejo se s proteoglikanom heparan sulfatom na površini filopodijem podobnih struktur, ki jih virus izteza proti celični membrani in s katerim se zasidrajo vanjo. Pri tem kot vez med površinskimi receptorji (sindekani, integrini) in aktinskimi filamenti, iz katerih so zgrajeni prstasti izrastki, sodelujejo proteini iz družine Rho-GTPaz. V odsotnosti glikoproteina C, njegovo vlogo prevzame B. Glikoproteini B in H omogočajo lipidom ovojnice in membrane, da se lahko mešajo. Receptorji, na katere se vežejo glikoproteini so specifični za vsako vrsto celic (npr. nektine-1 navadno najdemo le v epitelijskih celicah). Filopodiji, ki se torej povežejo z glikoproteini B oz. C, objamejo virusni delec. Takoj zatem virus sprosti svojo kapsido in tegumentne proteine v citosol skozi fuzijsko poro. Mehanizem še najbolj spominja na fagocitozo. V jedro potuje virus vzdolž mikrotubulov s pomočjo dineinov. Najprej se prenese do mikrotubulnega organizacijskega centra in od tam do jedrnih pornih kompleksov, na katere se veže in sprosti svojo DNA v jedro. Virusna DNA se vgradi v DNA, kjer se potem prepisuje in podvojuje.

Herpesvirusi se namesto uporabe celic imunskega sistema za širitev iz okuženih v neokužene celice širijo prek tesnih stikov, prenašajo prek sinaps ali pa uporabijo aktinu podobne strukture za direkten prenos iz neokužene v okuženo celico. Lahko tudi povzročijo zlivanje membran okuženih celic z neokuženimi. Zadnji način ima za virus največ prednosti, saj z zlivanjem celic nastane večjedrna celica, kar pomeni, da se virusna DNA vgradi v vsa jedra in se lahko tako pospešeno razmnožuje. Prav tako se virus v zlitih celicah lažje izogne imunskemu odzivu. Edina pomanjkljivost za virus je ta, da se na ta način težje (oz. počasneje) širi po telesu (kot bi se npr. po krvi). Tudi širitev virusa prek tesnih stikov je oblika širjenja z zlivanjem celic, zato je tudi tukaj virus sposoben nevtralizirati imunski odziv celice. Virusom, ki se širijo prek aktinskih filamentov, to omogoča dejstvo, da so aktinske strukture ene celice v stiku z naslednjo.

Viri in lir+teratura

• Subramanian, R. P. in Geraghty, R. J. Herpes simplex virus type 1 mediates fusion through a hemifusion intermediate by sequential activity of glycoproteins D, H, L and B. Proceedings of Sciences of the National Academy of the United States of America, 2007, 104, str. 2903-2908

• Salameh, S. et al. Early events in herpes simplex virus lifecycle with implications for an infection of lifetime. The Open Virology Journal, 2012, 6, str. 1-6