病毒与受体相互关系

病毒与受体相互关系 兰伟 华南农业大学 11 级动物丁颖班 摘要：病毒与受体之间的关系比较复杂，理清其机理对于药物的研制，预防等有着重大 的意义。相互关系大致可分为一对一、多对一、一对多三种情况。同样的随着病毒不断的 变异，受体的结构也在发生着变化，这两者之间有着必然和非必然的因果关系。本文综述 一些病毒与受体作用的机理以及病毒逃逸宿主细胞的免疫预防途径。 关键词：病毒受体、作用机理、免疫逃逸 受体作为病毒遇到的第一个细胞分子,对细胞保卫自身机体具有重要意义。受体的特异 性决定受体只能与特异的配体相识别而结合,即二者之间存在着一对一的关系。但对某些受 体来说,这种特异性并不十分严格,多个病毒共用一个受体,或一个病毒有多个受体的情况也 时有存在。同样的在结合过程中受到比较多的因素的影响，如 pH、温度、离子浓度等。这 其中的机理也不尽相同。 一、病毒与受体作用机理 1.1 艾滋病毒侵入的机理 CD4 受体和趋化因子受体作为应变部分显示在宿主细胞上。gp12”和横跨膜的“gp41”是 艾滋病毒包膜糖蛋白上的两个重要组成部分。在 gp120 与宿主细胞的 CD4 结合后,糖蛋白 的构象发生变化,同时促进了趋化因子作用。横跨膜的子单元 gp41 的构象进一步发生变化， 暴露成两个拥有七个重复域(HR1 上和 HR2)的结构,随后自行组装成六螺旋束结构。形成的 几个 gp41 六螺旋束使得宿主细胞膜和病毒膜融合在一起,而六螺旋束可能合并成一融合孔 隙,允许病毒核酸通过，进入宿主细胞胞浆。箭头表示潜在的步骤，在输入过程的抑制作用 1。 1.2 SARS 病毒与受体的作用机理 a. SARS-CoV S 蛋白和受体(ACE2)结合在酸性的环境下促使 S 蛋白发生膜融合,膜融合是在 S 蛋白的 S2 亚单位的作用下完成的,S2 亚单位包含一个融合肽和两个 HRs(A); b.合肽插入靶细胞膜,HR2 向 HR1 折叠,使病毒和靶细胞膜靠近,形成稳定的六螺旋束结构,最 终促使膜融合(B); c.合成类似于 HR2 的肽和 HR1 形成复合物,可以抑制六螺旋束结构的形成,成为抗病毒治疗 的 靶位之一(C)2-5。 1.3 禽流感病毒与受体 对一些有囊膜病毒,特别是流感病毒,其进入方式已被了解清楚(Mark Marsh et al. 1994)。 流感病毒结合到宿主细胞表面含唾液酸的受体,然后通过由受体介导的内吞作用进入内体组 分,不断提高的酸性环境诱导病毒壳蛋白 HA 的构象变化,使在 HA2 氨基酸末端的疏水性融合 肽暴露出来,指向病毒感受融合区,并促进病毒囊膜和内体膜的融合。有学者通过对血凝素受 体类似复合物的晶体学研究,使血凝素受体结合位点得以确定,也证实了上述病毒与受体的结 合过程6。 二、病毒对于受体的逃逸 在宿主细胞膜上的受体，当某些病毒刺激时，会抑制或破坏细胞内“警察”的作用， 使得受体更易于和病毒结合，这样有利于病毒进入宿主细胞内。从这个方面来看，似乎病 毒对受体的表达起到正调控作用，但这毕竟是少数情况。 巨噬细胞、树突状细胞是机体能够感知、识别外源病原体入侵机体的重要天然免疫细 胞。 目前已发现天然免疫细胞能够通过维甲酸诱导基因-I（RIG-I），在细胞内识别入 侵病毒 RNA，并触发信号通路而诱导 I 型干扰素产生清除病毒。可见，RNA 病毒的主要识 别受体 RIG-I。在抗 RNA 病毒天然免疫应答中发挥关键作用。在 RNA 病毒感染后，免疫 细胞膜上的凝集素 Siglec-G 的数量也随之增加，它们把“警察”RIG-I 一个个地降解，这样 一来，“警察”数量锐减了，病毒就此逃脱机体的免疫监控。在小鼠模型的体内实验亦表明， Siglec-G 失活，可以保护小鼠免受致命性 RNA 病毒感染。同时，研究还找发现了 Siglec- G 使 RIG-I 降解的关键位点。发现 Siglec-G 可促进 E3 泛素酶 c-Cbl 介导的 RIG-I 泛素化 及蛋白降解，并通过这种 RIG-I 翻译后修饰的新方式抑制 RIG-I 的活化及其触发的 I 型干 扰素的产生。研究人员通过促进 I 型干扰素生成，靶向性失活 Siglec-G，证实可以保护小 鼠免受致命性 RNA 病毒感染7。 三、外界因素对病毒与受体的影响 3.1 pH 在适宜的 pH 条件下,病毒粒子和细胞表面可通过静电引力形成结合,pH 的变化会引起病 毒粒子和细胞表面基团电荷的改变,从而影响病毒粒子与细胞的吸附。如鼻病毒主要在上呼 吸道增殖,pH 低于 56 时不稳定。 3.2 温度 一般来说,在 037范围内,温度越高,病毒吸附效率也越高。因为温度越高,VAPs 与 细胞受体之间的碰撞次数越多,增大了吸附的概率,细胞膜的流动性大大增加,受体分子越容 易聚合,从而与病毒产生多价结合。 3.3 离子 由于细胞受体和 VAPs 均趋向于带负电荷,所以只有在阳离子环境下病毒粒子才能靠静 电引力吸附于细胞表面8。 通过对病毒受体的综述通过对病毒受体的综述,可进一步了解病毒的致病机理可进一步了解病毒的致病机理,对其进行预防和治疗对其进行预防和治疗 有重要的指导意义。通过对逃逸机制的部分了解同样体会到了病毒和受体之间有重要的指导意义。通过对逃逸机制的部分了解同样体会到了病毒和受体之间 的变异以及非正常的结合过程，对于进一步研究非正常的病毒与受体关系做了的变异以及非正常的结合过程，对于进一步研究非正常的病毒与受体关系做了 铺垫；通过影响病毒与受体的因素的综述，初步了解了其作用的外部环境，对铺垫；通过影响病毒与受体的因素的综述，初步了解了其作用的外部环境，对 于如何运用外部因素来制约和调节具有重要意义。于如何运用外部因素来制约和调节具有重要意义。 参考文献： 1Thirty years on: HIV receptor gymnastics and the prevention of infection. Weiss RA. Wohl Virion Centre, Division of Infection 11:57. doi: 10.1186/1741-7007-11-57. 2Eckert, DM, Kim, PS. Mechanisms of viral membrane fusion andits inhibition. Annu. Rev. Biochem. 2001:70, 777-810. 3Bosch BJ, Martina BE, Van Der Zee R, et al. Severe acute respi-ratory syndrome coronavirus(SARS-CoV) infection inhibition usingspike protein heptad repeatderived peptides. Proc. Natl. Acad.Sci. U.S.A.,2004,101(22):8455-60 4Liu S, Xiao G, Chen Y, et al. Interaction between heptad repeat 1and 2 regions in spike protein of SARS-associated coronavirus: im-plications for virus fusogenic mechanism and identification of fusioninhibitors. Lancet 2004,363: 938-947. 5Zhu J, Xiao G, Xu Y, Yuan F, et al. Following the rule: forma-tion of the 6-helix bundle of the fusion core from severe acute respi-ratory syndrome coronavirus spike protein and identification of po-tent peptide inhibitors. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004,3