病毒复制（医药参考）

1、南京医科大学微生物学与免疫学系 卢 春,病毒复制 （Viral Replication）,1,医药参考,第一节 概 述,病毒在活细胞内，以其基因组为模板，在酶的作用下，分别合成病毒基因组及蛋白质，再组装成完整的病毒颗粒，这种方式称为复制（replication); 从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制和病毒蛋白合成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制周期（replication cycle); 病毒的复制周期主要包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装和释放六个连续步骤。,2,医药参考,病毒体结构模式图,壳粒,衣壳,核心（核样物）,核衣壳,包膜,包膜病毒,包膜子粒,3,医药参考,复制周期,4

2、,医药参考,一、吸附(adsorption),分两个阶段： 静电吸附：病毒体与细胞接触，进行静电结合。非特异性、可逆。 真正的吸附：病毒体表面位点（蛋白质结构）与宿主细胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的真正开始。,第二节 病毒复制,5,医药参考,病毒表面蛋白与细胞受体特异性的结合，导致病毒附着在细胞表面，启动病毒感染的第一阶段,病毒吸附蛋白（VAP）,细胞受体（receptor）,ADSORPTION,6,医药参考,流感病毒的电镜照片,7,医药参考,8,医药参考,流感病毒的表面结构,血凝素(HA) 柱状，为三聚体，它基本上以 相同的间距覆盖了病毒的全部 表面 神经氨酸酶（NA） 四个亚单位

3、组成的四聚体，并 不平均分布在病毒表面，而是 聚合成群。,9,医药参考,VAP,Influenza Virus Glycoprotein Spikes,10,医药参考,11,医药参考,12,医药参考,HIV - Receptor,CD4,CD4,CCR5,CXCR4,Macrophage or T cells,1）嗜巨噬细胞毒株的辅助受体：CCR52）嗜T细胞毒株的辅助受体：CXCR4,13,医药参考,裸露病毒的吸附,14,医药参考,包膜病毒的吸附,15,医药参考,病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种穿入方式进入细胞：,1. 无包膜的病毒 一般经过细胞膜吞入，称为病毒胞饮，如腺病毒、小RNA

4、病毒等 (病毒胞饮可以形成吞噬空泡),二、穿入(penetration),16,医药参考,病毒胞饮,(病毒胞饮形成的吞噬空泡),17,医药参考,2. 有包膜的病毒 包膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内 病毒胞饮: 细胞膜吞入(病毒胞饮可以形成吞噬空泡),18,医药参考,(1) 膜融合后进入,19,医药参考,(2) 病毒胞饮,(病毒胞饮形成的吞噬空泡),20,医药参考,不同病毒脱壳方式不一，多数在宿主细胞溶酶体酶作用下脱壳，释放出基因组核酸。 (1)溶酶体酶直接裂解经过膜融合后进入的衣壳; (2)溶酶体酶也可注入吞噬空泡内,将衣壳裂解,三、脱壳(uncoating),21,医药参

5、考,病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白; 早期，病毒复制合成所必需的复制酶和一些抑制蛋白; 生物合成阶段，病毒处于隐蔽期; 根据病毒基因组如何转录成mRNA、如何指令合成蛋白质，病毒的生物合成过程可基本归为6大类：双股DNA病毒、单正股RNA病毒、单负股RNA病毒、逆转录病毒、单股DNA病毒和双股RNA病毒。,四、生物合成(biosynthesis),22,医药参考,病毒的一步生长曲线,病毒的一步生长曲线：以感染时间为横坐标，病毒效价为 纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。,23,医药参考,Class I: Double-stranded DNA

6、,This class can be subdivided into two further groups: A) Replication is exclusively nuclear. The replication of these viruses is relatively dependent on cellular factors. B) Replication occurs in cytoplasm (Poxviridae). These viruses have evolved (or acquired) all the necessary factors for transcri

7、ption 先以亲代ssDNA为模板, 合成一个互补链形成中间型 dsDNA, 然后解链, 由新合成互补链为模板复制出子代ssDNA, 转录mRNA和翻译合成病毒蛋白质.,45,医药参考,dsRNA病毒的特点： 人类病毒中只有呼肠病毒属于此类, 病毒基因组共有1012个非重叠的dsRNA节段组成. 每个节段均可由病毒自身的RNA多聚酶转录出不同的mRNA; dsRNA病毒只有其负链RNA复制出正链RNA, 再由正链RNA复制出新负链RNA. 故其复制不遵循DNA半保留复制的原理, 子代RNA全部为新合成的RNA.,Class VI: Double-stranded RNA,46,医药参考,病毒

8、核酸与衣壳装配在一起，形成病毒子。绝大多数DNA病毒均在细胞核内组装，RNA病毒和痘病毒在细胞浆内组装。,五、组装( assembly),47,医药参考,绝大多数无包膜病毒释放，一次同步，破坏宿主细胞膜，细胞迅速死亡。 绝大多数有包膜病毒以出芽方式释出时包上细胞核膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同步，细胞死亡缓慢。 (包膜上脂质和糖类来自细胞，随不同细胞来源而不同，包膜的蛋白为病毒基因所编码),六、释放(release),48,医药参考,Virus Obtaining Its Envelope from Host Cell Membrane by Budding,49,医药参考,复制周期,50,医药参考,1、顿挫感染：又称为流产性感染（abortive infection），因细胞条件不合适，病毒进入细 胞能够复制，但装配的速度很慢，甚至有时 完全不能装配，因而产生了没有传染性的病 毒体成分，此过程称为顿挫感染。 2、缺陷病毒（ defective virus ）： 带有不完整 基因组的病毒体，称为缺陷病毒，当与辅助 病毒共同感染同一细胞时，可生成有传染性 的病毒体，如AAV和HDV 。,第三节 病毒的异常增殖,51,医药参考,3、病毒干扰：当两种病毒同时感染同一细胞时， 可发生一种病毒抑制了另一种病毒增殖的现 象，即病毒干扰（viral interfer